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無線電子工学および電気工学の百科事典 マッチングデバイス。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
無線電子工学と電気工学の百科事典 / アマチュア無線機器の結び目。 フィルタとマッチングデバイス 10〜15年前でも、それぞれマッチングデバイス（CS）の使用に実質的な問題はなく、アマチュア無線の文献にはそのようなデバイスの説明はほとんどありませんでした。 重要なのは、おそらく、ソ連の初期には、ほとんどすべての人が自家製のランプ機器を使用しており、その出力段はほとんどすべてのものと一致する可能性があったということです。 トランジスタの RA は、真空管のものよりもはるかに多くの倍音を生成します。 また、トランジスタRAの出力にある低品質のP回路は、フィルタリングに対応できないことがよくあります。 さらに、テレビのチャンネル数が数年前に比べて何倍も増えていることも考慮に入れる必要があります。 マッチングデバイスの目的 制御システムは、送信機の出力インピーダンスをアンテナのインピーダンスに変換します。 P ループは広範囲の出力インピーダンスでマッチングを提供するため、XNUMX つすべてのスムーズに調整可能な要素を備えた P ループを備えた真空管パワーアンプを備えた制御システムを使用することは合理的ではありません。 P ループの要素が調整を除外する場合にのみ、SU の使用が有益です。 いずれにせよ、SUは高調波のレベルを著しく低下させ、フィルターとしての使用は完全に正当化されます。 適切に調整された共振アンテナと適切な PA があれば、整合デバイスを使用する必要はありません。 しかし、アンテナだけが複数の帯域で動作し、RA が常に必要なものを提供するとは限らない場合、SU を使用すると良い結果が得られます。 マッチングデバイスの構築の原則 古典的な SU は、図 1 に示すような形をしています。 1.ご覧のとおり、よく知られているスキームの2つに従って作成されたマッチング回路（CS）（CS自体は「マッチングデバイス」、「ATU」と呼ばれることが多い）、SWRメーター、アンテナのミスマッチの程度を示す RF ブリッジ、等価アンテナ R 3、および制御負荷 RXNUMX、RXNUMX。 このすべての「環境」がなければ、SU は調整の連鎖に過ぎず、それ以上のものではありません。
デバイスの動作原理を分析してみましょう。 S 1の「バイパス」位置では、送信機の出力がS2に接続されます。これにより、アンテナを直接接続するか、出力に同等の負荷（R2またはR3）の4つをオンにして次の可能性を確認できます。送信機をそれに合わせます。 「設定」位置では、変換器は整合負荷で動作します。 また、抵抗R2を介して、RFブリッジがオンになります。 このブリッジのバランスに応じて、マッチング回路を使用してアンテナを調整します。 抵抗R3とRXNUMXを使用すると、それらに整合回路を調整できるかどうかを確認できます。 CAを構成したら、「作業」モードをオンにします。 このモードでは、マッチング回路はSWRメーターの読み取り値の最小値にもう少し調整されます。 以下では、実際に使用される主なCAについて検討します。 並列回路の整合回路 最も効率的で単純な CA の 2 つを図 1 に示します。 トランスミッタは、コイル L1 とコンデンサ C1 を介して接続されます。 L2 は L1 の巻数の 2/XNUMX から XNUMX 分の XNUMX で、下部が巻かれています。 LXNUMX は、適切な絶縁によって LXNUMX から分離する必要があります。
この方式では、送信機は磁束のみによって CS に接続され、出力段の雷保護の問題は自動的に解決されます。 1 MHz で動作するためのコンデンサ C1,8。 最大静電容量は 1500 pF、28 MHz での動作の場合は 500 pF である必要があります。 C2 と C1 のプレート間には可能な限り大きな隙間が必要です。 負荷抵抗の範囲は10オームから数キロオームです。 1,8 MHz と 3,5 MHz などの 1 つの隣接する帯域で高効率動作が実現します。 複数のレンジで効率的に動作するには、L2 と L100 を切り替える必要があります。 低電力 (最大 1 W) では、交換用コイルのセットを作成し、古いラジオ管のベース パネルを使用して取り付けるのが最も効率的かつ簡単です。 HF 帯域での動作のために L2 コイルと L2 コイルを並列接続してインダクタンスを低減し、これらのコイルをタップに接続することに関連する実験では、コイルの「ずるい」並列接続により、HF でのこの DC の効率が大幅に低下します。 図 1 の回路のコイル データを表 XNUMX に示します。 表1
対称アンテナは現在ほとんど使用されていませんが、この DS を対称負荷で動作させる可能性を検討する価値があります (図 3)。
図2の回路との唯一の違いは、負荷の電圧が対称的に除去されることです。 L1 は、L2 に対して対称に配置する必要があります。 コンデンサ C1 と C2 は同じ軸上にある必要があります。 L2 に対する容量効果の影響を減らすための対策を講じる必要があります。 金属製の壁から十分に離れている必要があります。 図 2 の回路の L3 データを表 2 に示します。 表2
このCAの簡略化されたバージョンの構造もあります。
図 4 は非対称回路を示し、図 5 は対称回路を示します。 しかし、残念ながら、経験が示すように、これらの回路は、コンデンサ C3 (図 2) または C3.1、C3.2 (図 3) を使用する場合のように慎重に調整することはできません。
この原理に基づいて動作するマルチバンド DS の構築には、特に注意が必要です (図 6)。 コイルのQファクターの減少とグランドタップの大容量により、HF帯域でのこのようなシステムの効率は低くなりますが、1,8 ... 7 MHz帯域でのそのようなシステムの使用かなり受け入れられます。
図 2 に示す CA のセットアップは簡単です。 コンデンサ C1 を最大位置に設定し、C2 と C3 を最小位置に設定します。次に、C2 の助けを借りて回路が共振するように調整され、次に C3 を使用してアンテナとの接続を増やし、アンテナへの最大電力出力を達成します。 C2 を常に調整し、機会に応じて C1 を調整します。 C3 CA を設定した後は、最大容量を確保するように努める必要があります。 Tチェーンマッチング この方式 (図 7) は、非対称アンテナを使用する場合に広く使用されています。
このDCの通常の動作には、インダクタンスのスムーズな調整が必要です。 マッチングには半回転でも重要な場合があります。 これにより、タップ付きインダクタの使用が制限されるか、特定のアンテナの巻数を個別に選択する必要があります。 「グランド」に対するC1およびC2の静電容量は25pF以下である必要があります。そうでない場合、効率が24〜28MHz低下する可能性があります。 L1コイルの「コールド」エンドは慎重に接地する必要があります。 このDCには優れたパラメータがあります。効率-80オームから75オームへの変換で最大750％、10オームから数キロオームまでの負荷に対応する能力。 30μHの可変インダクタンスが3,5つだけで、30〜1 MHzの全範囲をカバーでき、2 pFのC200、C1,8定数コンデンサを並列に接続することで、XNUMXMHzで動作できます。 残念ながら、可変インダクタンスは高価であり、構築が困難です。 W3TS は、切り替え可能な「デジタル インダクタ」を提案しました (図 8)。 このようなインダクタンスを使用して、スイッチを使用して、目的の値を視覚的に設定できます。
設計を単純化する別の試みは、図9に示すスキームに従ってマッチングデバイスを作成することにより、AEAによって行われました。 実際、図7と図9の回路は同等です。 しかし、構造的には、1,8つの絶縁コンデンサの代わりに30つの接地された高品質コンデンサを使用し、高価な可変インダクタンスをタップ付きの安価な永久インダクタに置き換える方がはるかに簡単です。 このDSは、75〜750 MHzで正常に機能し、15オームを18オームと22オームに変換しました。 しかし、実際のアンテナを使用する場合、インダクタンススイッチングの離散性が影響を受けることがありました。 11個、できれば30個の位置スイッチが存在する場合、このCAは実際の実装に推奨できます。 この場合、スイッチにつながるコイルリードの長さを最小限に抑える必要があります。 1 AEA AT-2チューナーL25-L45-4ターン用スイッチ、直径。 コイル10mm巻きピッチ2ターンの長さに沿って各ターンから1,8mmタップ、次に7ターンの位置の後、アマチュアバンドの一部（10から28またはXNUMXからXNUMX）での作業専用のCSを作成できます。 MHz。
コイルは、図10に示すように、構造的に実行するのに便利です。 そのフレームは、コイル ターン用のカットが施された両面グラスファイバーのバーです。 このバーにはスイッチが取り付けられています (たとえば、11P1N)。 コイルからのタップは、グラスファイバー ストリップの両側にあるスイッチに接続されます。
対称アンテナをT字型のマッチングデバイスと一緒に使用する場合、DSの出力でバランストランス1：4または1：6が使用されます。 そのような決定は効果的とは見なされません。 多くの平衡アンテナには大きな無効成分があり、フェライト変圧器は無効負荷では非常にうまく機能しません。 この場合、反応成分を補うための対策を講じるか、DSを使用する必要があります（図3）。 U字型マッチングスキーム U字型CS（またはPループ）、そのスキームを図に示します。 11 は、アマチュア無線の練習で広く使用されています。
実際の条件では、送信機の出力が 50 ～ 75 オームで、広範囲の負荷抵抗でマッチングを行う必要がある場合、P ループのパラメータは 3,5 倍変化します。 たとえば、Rin \u75d Rn \u1d 2 オームの 1 MHz では、インダクタンス L2 は約 2000 μH、C75、C1 - それぞれ 20 pF、Rin \u1d 2000 オームと RH が数キロオームの場合、インダクタンス L2 は次のようになります。約 XNUMX μH、静電容量 CXNUMX は約 XNUMX pF、CXNUMX は数十ピコファラッドです。 使用される要素の値がこのように大きく異なるため、CS としての P ループの使用が制限されます。 可変インダクタンスを使用することが望ましい。 コンデンサ C2 には小さなギャップがあってもよく、C2 には 200 ワットの電力ごとに少なくとも XNUMX mm のギャップが必要です。 マッチング装置の効率化 特にランダムアンテナを使用する場合、送信機の効率を上げるには、「人工アース」と呼ばれるデバイスが役立ちます。 このデバイスは、ランダムなアンテナを使用し、ラジオの接地が不十分な場合に効果的です。 このデバイスは、ラジオ局の接地システム（最も単純なケースでは、ワイヤ）を共振状態にします。 グランドのパラメータはアンテナシステムのパラメータに含まれているため、グランドの効率を改善するとアンテナの性能が向上します。 まとめ 一致するデバイスは、本当に必要な場合以外は使用しないでください。 必要な SU のタイプを選択する必要があります。 たとえば、1,8 ～ 30 MHz の範囲で動作するブロードバンド デバイスを製造しても意味がありません。実際に 1 ～ 2 の範囲のアンテナを「構築」しない場合、またはこれらの範囲で代理アンテナを使用する場合です。 . ここでは、範囲ごとに独自の個別の SU を実行する方がはるかに効率的です。 しかしもちろん、調整不可能な出力のトランシーバーを使用していて、ほとんどのアンテナが代理である場合は、ここに全帯域 DC が必要です。 上記のすべてが「人工アース」デバイスに適用されます。
文学 1. ポドゴルヌイ I. (EW1MM)。 HF 地上/アマチュア無線 HF および VHF。 - 1995年。 - 第9位。 著者: I. グリゴロフ (RK32ZK)、ベルゴロド; 出版物: N. ボルシャコフ、rf.atnn.ru
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