Scurt compendiu despre transmatch
Traducere si adaptare: Gheorghe Andrei Radulescu YO4AUP
Titlul original: "Automatic Antenna Tuners & Couplers" by Adam M. Farson VA7OJ / AB4OJ. Articolul original se gaseste la adresa: http:www.qsl.net/ab4oj/atu/autotuner.html
Cum se traduce: "Automat Antenna Tuner"?
In traducere literara in romaneste ar suna cam asa: Dispozitiv automat pentru acordarea antenei. Nu stapanesc suficient de bine limba lui Shakespeare ca sa ma pronunt asupra terminologiei adoptate de tarile anglosaxone, dar asupra terminologiei in limba romana trebuie sa fac urmatoarele consideratii. Dispozitivul in cauza este in fapt un cuadripol transformator de impedanta care are la intrare impedanta egala cu cea de iesire a unui amplificator de putere de radiofrecventa si are la iesire impedanta egala cu cea a instalatiei de antena. Acest dispozitiv nu acordeaza antena, nici nu o face mai buna dar nici mai proasta. Ea radiaza asa cum este ea facuta. Deci denumirea ar trebui sa fie Adaptor de impedanta automat sau Transformator de impedanta automat. Pe scurt tot printr-un englezism, TRANSMATCH.
1. De ce este necesar un Transmatch automat? Care este rolul lui?
Rolul unui transmatch automat este acela de a adapta impedanta complexa a unei sarcini (cablul de alimentare al antenei sau antena) la iesirea de 50 ohmi rezistiva a etajului final amplificator de putere si de a mentine aceasta adaptare automat cind frecventa de lucru si/sau impedanta sarcinii se modifica. (Este un cuadripol cu intrarea de 50 ohmi pur rezistiva si iesirea cu impedanta complexa egala cu impedanta de sarcina, cablul coaxial sau antena)
Aceasta functionare va asigura transferul maxim de putere intre emitator si sarcina,va asigura adaptarea corecta a iesirii amplificatorului de putere si implicit liniaritatea maxima a etajului final (REF.1) intr-un domeniu larg de variatie a frecventei de lucru si a impedantei de sarcina.
Transmatch-ul automat primeste informatii despre banda de lucru si despre frecventa de la transceiverul asociat sau prin masurarea semnalului incident. Operatia propriu zisa de acord a transmatch-ului este declansata de aparitia unui semnal de eroare. Detectoarele de eroare furnizeaza semnalul de eroare pentru electronica de comanda care actioneaza asupra elementelor de acord in conformitate cu functia de transfer implementata (cresterea undei directe, scaderea undei reflectate, micsorarea unghiului de defazaj).
Transmatch-ul automat a devenit dintr-un echipament exotic, aflat in aparatura militara sau comerciala, un accesoriu obisnuit, inclus deja in majoritatea transceiverelor de clasa inalta si medie.
2. Care sint schemele tip pentru transmatch-ul automat?
In functie de marimea domeniului de acord se utilizeaza doua scheme:
schema in T pentru domeniu ingust de acord.
schema in Pi sau L pentru adaptare intr-un domeniu larg de parametri.
2.1 Schema in T
In cea mai simpla forma, cuadripolul in T este alcatuit din doi condensatori in serie intre intrare si iesire si o inductanta conectata intre cei doi condendatori si masa. Adaptorul in T este destinat a fi utilizat prin conectare cu calu coaxial la puncte de joasa impedanta si de obicei este dimensionat sa adapteze montaje cu excursia raportului de unde stationare intre 1:1 si 3:1 (16 ~ 150 ohmi rezistiv la 50 ohmi rezistiv).
2.2 Schema in Pi sau L
Acest tip de adaptor este destinat functionarii in scheme cu raport mare de transformare a impedantei. Schema clasica a cuadripolului in Pi se compune din doi condensatori cuplati intre intrare si masa, respectiv iesire si masa si o inductanta conectata intre intrare si iesire. Intrarea se conecteaza prin cablu coaxial la emitator (50 ohmi) si cu fir singular spre elementul radiant al antenei. Pentru marirea domeniului de adaptare se poate elimina condensatorul de la iesire si se realizeaza configuratia in L.
Schema in Pi sau L este destinata adaptarii emitatorului cu antene filare. Domeniul de impedante care poate fi acceptat de un astfel de circuit, raportat la 50 ohmi la intrare, incepe de la citiva zeci de ohmi (lambda / 4) si poate ajunge la citeva miide ohmi (aproape de lambda / 2 ). Caz limita este l=lambda/2 (impedanta foarte mare conduce la tensiuni de radiofrecventa foarte mari). Lungimi recomandate pentru elementul radiant sint multipli impari de lambda/8.
3. Consideratii desptre Transmatch-ul in T
3.1 Posibilitati, Limitari, Performante
Asa cum am aratat mai sus, schema in T este destinata sa adapteze impedante care au o excursie a raportului de unde statinare de 3:1 fata de 50 ohmi la intrare. Un astfel de Transmatch este utilizat pentru cuplarea emitatorului la o antena dipol rezonant pe frecventa de lucru, la o antena verticala multiband sau la un beam mono sau multi band. Domeniul restrins de adaptare a impedantei de numai 3:1 fata de 50 ohmi la intrare nu permita utilizarea schemei in T la cuplarea emitatorului la o antena filara rezonanta sau nu sau la un dublet nerezonant alimentat cu linie bifilara. Nu sepoate cupla un transmatch in T printr-um baloon 1/4 la o linie bifilara care alimenteaza un dipol de 2x20m pentru banda de 3,5 MHz si sa vrem sa lucram in toate benzile cu el pentru ca acesta nu poate realiza acordul in toata gama de frecventa de la 3,5 pina la 28 MHz.
3.2 Despre realizarea practica
Nu mi-am propus aici sa dezvolt teoria matematica a cuadripolului. Ea se poate citi in manualul inginerului electronist sau in orice alt manual despre circuite pasive. Exista un simulator al acestui transformator de impedanta accesibil din internet la adresa: http://fermi.la.asu.edu/w9cf/tuner/tuner.html
Acest program de simulare poate fi copiat in calculatorul propriu de la adresa de mai sus. De observat ca programul de simulare permite adaptarea de la 50 ohmi la ori ce impe-danta de iesire cu o excursie corespunzatoare ( larga ) a valorii elementelor componente ale transformatorului de impedanta. Din considerente practice (condensatoarele sau bobinele se fabrica numai intr-o anumita plaja de valori) Transmatch-urile cu schema in T se fabrica pentru a asigura adaptarea numai pentru un SWR mai mic de 3:1.
De obicei, condensatoarele variabile utilizate sint cu aer actionate fie de servomotoare de curent continuu fie de motoare pas cu pas. Pentru a mari plaja de acord se pot folosi si capacitati fixe care se comuta cu relee in paralel cu condensatorul variabil. Inductanta de obicei este o bobina cu un numar mic de prize( de obicei una pe banda). In aparatele de mica putere, in locul condensatorului variabil si a servomotorului de actionare se utilizeaza condensatoare fixe cu valori multiplu de 1, 2 si 5 conectate in circuit cu relee cu blocare mecanica pentru economie de energie electrica.
Inductanta necesara se realizeaza de obicei dintr-o bobina cu prize, conectate prin relee la masa. Fiecare priza corespunde unei benzi sau unui domeniu de frecvente. Pentru frecvente mici, bobinele se executa pe toruri de ferita, iar pentru frecvente mari, pe carcase fara miez. Prizele conectate la relee sint conexiunile dintre bobinele care constituie impreuna, inductanta maxima a montajului. Unele scheme folosesc in locul releelor un comutator rotativ actionat de un servomotor iar in schemele pentru adaptoare de mare putere se pot utiliza chiar bobine rotative cu cursor.
3.3 SWR minim la acord
Astazi majoritatea transceiverelor tranzistorizate sint echipate cu o protectie la SWR excesiv, care reduce puterea emisa daca SWR-ul depaseste o anumita valoare. De obicei aceasta valoare de la care incepe reducerea puterii este SWR=1,5 :1 Din aceasta cauza orice transmatch automat trebuie sa realizeze acordul si mentinerea lui pentru un SVR mai mic decit valoarea de prag. Nu este nevoie ca acordul sa se faca pina la valoarea de 1:1 pentru ca de fapt asa ceva nu se poate realiza cu un montaj ale carui elemene se modifica in trepte. Obisnuit acordul se opreste la un SWR=1,2:1 .
3.4 Timpul de acord
Durata medie in care automatica instalata intr-un transmatch automat realizeaza acordul la pornire sau la schimbarea benzii de lucru este de 5 secunde, iar la un QSY in banda acesta se reduce sub 1 secunda.
3.5 Incorporat sau separat
Astazi majoritatea atit a transceiverelor cit si a liniarelor tranzistorizate au prevazut un transmatch automat in configuratie T. Exista pe piata si Transmatch-uri separate care sint destinate sa lucreze cu transceivere dedicate sau Transmatch-uri independente care pot lucra cu orice transceiver sau amplificator. Cele dedicate primesc din transceiver informatii despre banda si frecventa de lucru precum si tensiunea de alimentare pentru electronica de comanda. Cele separate primesc tensiunea de alimentare dintr-un alimentator separat (uzual 12V / 1A ) iar restul informatiilor il obtin prin masurarea semnalului incident. La cele separate timpul de acord la pornire sau la schimbarea benzii este mai mare decit la cele dedicate. ( Acordul incepe de la "cap de scala" deoarece lipseste informatia despre frecventa sau banda). Modelele mai recente acopera si banda de 6m pe linga benzile de unde scurte, dar de obicei la un nivel mai mic de putere.( 100W in 6m fata de 1000W in HF).
3.6 Capabilitatea in putere, pierderile de insertie, puterea disipata
Tunerele incorporate sint dimensionate sa faca adaptarea la un nivel de putere egal cu cel al etajului final din transceiverul sau liniarului pe care il echipeaza. Cele separate sint dimensionate pentru puteri standard de 100, 150 sau 1000 W PEP (!!!). Cu cit capabilitatea de putere este mai mare, cu atit sint mai mari si mai scumpe componentele. Componentele se dimensioneaza de asemenea pentru tensiunea si curentul in situatia de dezacord maxim, deci mai mari decit cele din situatia de acord cind SWR=1,2:1. Acesti factori determina ca pretul unui Transmatch automat sa nu fie mic, indiferent daca este incorporat sau separat. Deasemenea deoarece functionarea cu o sarcina care determina un SWR mai mare decit 2:1 este probabila si chiar frecventa, elementele de acord se supradimensioneaza pentru a suporta supraincalzirea in regim de key down (RTTY si similare).
Pierderile de insertie sint obisnuit cuprinse intre 0.5 si 1 dB fata de puterea aplicata la intrarea in transmatch (intre 6,25% si 12,5 % din puterea prezenta la intrare) la un SWR de 1:1. Solutia constructiva adoptata trebuie sa permita evacuarea caldurii generate de pierderile de insertie.
Daca valoarea minima la care se opreste acordul automat este mai mare, atunci si pierderile prin insertie sint mai mari decit in cazul unui SWR de 1:1 si de asemenea tensiunile la bornele condensatoarelor cresc si de asemenea curentii prin circuit sint mai mari. Pierderile de insertie la un transmatch automat care primeste 1000W la intrare si care realizeaza acordul la un SWR Apropiat de 1:1 sint de cca 125W si cresc pe masura ce pragul limita minim de acord creste. Energia disipata de Transmatch se transforma in caldura.Aceasta caldura trebuie evacuata din cutia aparatului. Transmatchul incorporat este racit de obicei cu ventilatoarele care asigura racirea transceiverului sau a amplificatorului de putere. Pentru cel separat este de dorit ca acesta sa fie prevazut cu ventilatoare de racire.
Un criteriu de analiza a transmstch-urilor este si limita inferioara a SWR-ului la care se opreste acordul automat. Aceasta valoare trebuie sa fie cit mai apropiata de 1:1. dar si o valoare prea mica duce la un timp de acord mai lung si la supraincalzirea aparatului. S-a dovedit ca un timp de cautare a pozitiei de acord de 5 secunde corespunde pentru un SWR la acord de 1,2:1 . Aceasta pereche de valori s-a incetatenit ca standard la transmatch-urile automate in configuratie in T.
3.7 Transmatch-ul in T ca preselector pentru receptor
La cele mai multe transceivere de unde scurte pentru amatori transmatch-ul automat este cuplat in calea de semnal de radiofrecventa atit la emisie cit si la receptie, daca el este activat. In plus daca se utilizeaza un liniar tranzistorizat prevazut cu transmatch automat si acesta la rindul sau este activat, atunci si acest circuit ramine in calea de semnal atit la emisie cit si la receptie. In scopul de a reduce pierderili de insertie ale circuitelor in T , acestea se
proiecteaza cu Q mare. Circuitul in T este un filtru trece jos daca are Q mic si devine filtru trece banda pe masura ce ii creste Q-ul bobinei care il compune. Din aceasta cauza prezenta in calea de radiofrecventa a circuitului in T al transmatch-ului se manifesta ca un circuit preselector cu Q mare la intrarea receptorului si este de dorit ca Transmatch-ul automat sa ramina in calea de RF si la receptie.
3.8 Cum se acordeaza Transmatch-ul automat cu configuratie in T
In configuratia in T toate cele trei componente ale circuitului trebuiesc acordate. Asa cum am aratat anterior scopul actiunii de acord a transmatch-ului este acela de a realiza la intrarea cuadripolului un raport de unde stationare mai mic de 1,2:1.
In aparatura de amator, unde benzile de frecventa sint inguste si pentru ca s-a limitat domeniul de acord intre SWR 1:1 si 3:1, se foloseste o singura inductanta pe banda, comutarea de la o banda la alta facindu-se cu relee . Informatia despre banda in lucru este preluata direct din transceiver sau amplificator. Informatia despre banda in lucru este codificata analogig sau digital. ICOM utilizeaza o codificare analogica in tensiune continua intre 0 si 8 V in timp ce YAESU si KENWOOD folosesc o codare binara pe 4 biti. Unele scheme utilizeaza pe benzile inferioare cite-o capacitate fixa la ramura de intrare care este schimbata la trecerea de la o banda la alta tot cu relee comandate de informatia codata despre banda de lucru. Condensatorul din ramura de iesire pentru benzile inferioare sau ambele condensatoare sint comandate de servamotoare. Acestea sint comandate de electronica de comanda a aparatului . Detectorul pentru semnalul de eroare este amplasat la intrarea in circuitul de adaptare. Semnalul de eroare este aplicat buclei de comanda a motorului condensatorului variabil sau a releelor de cuplare. Procesul de acord incepe cind este initiat de operator sau automat cind valoarea SWR creste peste 1,5:1. Procesul de acord continua secvential pina cind semnalul de eroare la iesirea detectorului devine 0 . Unele transmatch-uri automate lucreaza in regim dinamic (refac acordul automat sub sarcina, cind SWR depaseste 1,5:1sau 2:1) iar altele reclama initierea unei noi secvente de acord de catre operator- regim static.
3.8.1 Despre detectoare
Majoritatea Transmatch-urilor automate cu configuratia in T folosesc ca detectoare de nul la intrarea in schema un reflectometru ca detector de SWR si un detector de faza / REF 2/. Fiecare detector furnizeaza o tensiune de eroare. Punctul optim de acord este acela in care ambele tensiuni de eroare sint zero adica atunci cind SWR = 1:1 si tensiunea & curentul sint in faza. Alte constructii folosesc un reflectometru si o punte de masura a puterii reflectate. Acordul incepe cu semnalul de eroare furnizat de reflectometru si apoi si conecteaza puntea pentru acordul fin. Se intilnesc si scheme in care un discriminator de radiofrecventa intruchipeaza detectoare de /Z/ (impedanta ) si de faza./ REF 2 pag 595-596/. Toate detectoarele de eroare au nevoie de un semnal minim pentru o masuratoare corecta. Astfel puterea minima la intrare pentru masuratori corecte este de 5~10W pentru putere nominala de 100W si cca. 75W pentru o putere nominala de 1000W.
3.9 Citeva modele de Transmatch-uri automate in configuratie T
ICOM AT-150 la adresa: http://www.qsl.net/ab4oj/download/at150.pdf
ICOM AT-500 la adresa: http://www.qsl.net/icom/manuals.html#at500
KENWOOD T-50 la adresa: http://www.kenwood.net/indexKenwood.cfm?do=SupportFileCategory&FileCatID=5
YAESU FC-20 la adresa: http://www.universal-radio.com/catalog/hamtune/0582.html
4. Consideratii despre Transmatch-ul in Pi / L
4.1 Posibilitati, limitari, performante
Asa cum am aratat la 2.1 acest tip de transmatch este destinat acelor configuratii in care se conecteaza o antena filara sau verticala la un emitator cu iesirea de 50 de ohmi. Aceste montaje se amplaseaza in punctul de conexiune cu antena sau cit mai aproape de acesta, cuplarea cu antena facindu-se cu un fider monofilar care devine el insusi element radiant al sistemului de antena. Schema de adaptare in Pi sau L nu este destinata conectarii antenelor rezonante prin cablu coaxial. Se poate configura acest sistem de adaptare pentru a fi utilizat cu antene simetrice -dublet nerezonant- alimentate prin 2 fideri paraleli. Aceasta configuratie, este cu iesire simetrica, izolata de pamint, dar necesita conexiune galvanica prin socuri de radiofrecventa intre liniile de alimentare a antenelor si pamint. Daca schema dispozitivului este asimetrica, pentru antene filare sau verticale, este foarte important ca iesirea rece-pamintul- sa fie conectat la o priza de impamintare de buna calitate sau la un sistem de cuntragreutati acordate pe frecventa de lucru. Pentru instalatiile mobile terestre,navale sau aeriene, conexiunea de "pamint" a tunerului trebuie sa fie conectata la partea metalica a vehicolului.
4.2 Despre realizarea practica
Toate Transmatch-urile in configuratie Pi/L au atit la intrare cit si la iesire o serie de relee care comuta condensatoarefixe intre borna calda si masa . Bobina serie este de obicei realizata pe toruri de ferita comutabile pe rind in circuit tot cu relee comandate de electronica de comanda. Avind acesti trei parametri comutabili in trepte, electronica de comanda poate realiza un numar foarte mare de combinatii de acord. Cu titlu informativ, se prezinta imaginea interioara a trei transmatch-uri de mare putere, de500 si respectiv 1000W.
SGC 235=500W la adresa: http://www.sgcworld.com/235ProductPage.html
LDG AT-1000=1000W la adresa: http://www.ldgelectronics.com/at-1000_description.html
RAT1000C =1000W la adresa: http://www.dtwc.com/index.html
Aceste configuratii in Pi sau L acopera intreaga gama de la 1,8 la 30 MHz, existind insa si variante care acopera in partea de sus a spectrului pina la 60 MHz.
Daca se elimina condensatorul de la iesire, configuratia devine L, specifica adaptarii antenelor Long-wire.
Asa cum am aratat mai inainte, aceasta schema (Pi sau L) poate sa faca adaptarea intre doua impedante cu raport de 10 la 1 intre ele (SWR=10:1). Ramine observatia ca ele nu pot functiona cu antene rezonante cu lungimea de lambda/2 deoarece tensiunea la capetele dipolului rezonant in lambda/2 este foarte mare, chiar periculoasa atit pentru operator cit si pentru componente.
4.3 SWR minim la acord
Toate specificatiile tehnice ale aparaturii disponibile pe piata arata ca electronica din transmatch-urile automate in configuratie Pi sau L asigura adaptarea pina la un raport de unde stationare sub valoarea de 2:1 ( la schema in T se asigura in mod curent o valoare a SWR sub 1,5:1 -valorea obisnuita fiind 1,2:1.
4.4 Timpul de acord
Durata medie in care automatica instalata intr-un transmatch automat realizeaza acordul la pornire sau la schimbarea benzii de lucru este de 2-8 secunde, iar la un QSY in banda acesta se reduce sub 10 milisecunde.
4.5 Capabilitatea in putere, pierderile de insertie, puterea disipata
Transmatch-uri automate cu configuratie in Pi sau L se construiesc in mod curent cu limita superioara a puterii incidentale de 500 sau 1000W. SGS ofera Smartuner 235 pentru 500W iar LDG ofera AT-1000 si DATRON ofera RAT1000C pentru 1kW la preturi rezonabile ( Vezi recenzia publicata de 4X1AD-Morel pentru LDG AT-1000). La aceste Transmatch-uri, deoarece SWR-ul realizat este putin sub 2:1, pierderile de putere de insertie sint de 1dB (125W la 1kW input) si discutia despre evacuarea caldurii disipate este aceiasi cu cea de la 3.6 de mai sus. De asemenea trebuie subliniat faptul ca tensiunile la borne si curentii prin elementele adaptorului in Pi sau L pot fi mai mari decit la aparatele cu configuratie in T deoarece si SWR-ul acceptat este 10:1 fata de 3:1 cit este la aparatele cu configuratie in T.
4.6 Cum se acordeaza Transmatch-ul automat cu configuratie in Pi sau L
In configuratia in PI/L toate cele trei componente ale circuitului trebuiesc acordate. Asa cum am aratat anterior producatorii in fisa de date tehnice arata ca electronica de acord realizeaza la intrarea cuadripolului un raport de unde stationare mai mic de 2:1.
Detectoarele pentru semnalele de eroare sint amplasate la intrarea in circuitul de adaptare. Semnalele de eroare sint aplicate microcontolerului care comanda releele de cuplare a condensatoarelor si a inductantelor dupa un algoritm stabilit de fabricant. Procesul de acord incepe cind este initiat de operator sau automat cind valoarea SWR creste peste 2:1. Procesul de acord continua secvential pina cind SWR-ul masurat la intrarea transmatch-ului scade sub 2:1 . Pentru o descriere mai detaliata a procesului (vezi REF 3 pag 41).
4.7 Despre detectoare
Transmatch-urile automate cu configuratia in Pi/L folosesc ca detectoare de nul la intrarea in schema un reflectometru ca detector de SWR, o punte de masura a impedantelor cu care se masoara sarcina si un detector de faza .(Vezi si REF 2) . Punctul optim de acord este acela in care tensiunile de eroare sint sub valorile de prag stabilite de fabricant. Toate detectoarele de eroare au nevoie de un semnal minim pentru o masuratoare corecta. Astfel puterea minima la intrare pentru masuratori corecte este de 5~10W pentru putere nominala de 100W si cca. 75W pentru o putere nominala de 1000W.
4.8 Realizarea practica si instalarea in schema statiei
Deoarece schemele in configuratie Pi sau L sint destinate prin excelenta sa fie conectate la un capat al antenei filare, cutiile in care se monteaza astfel de adaptoare trebuie sa fie rezistente mecanic si etanse ca sa poata fi montate in aer liber ( SGC si DATRON). Trecerile prin peretii cutiei se fac prin presetupe etanse.
Exista insa si realizari practice care nu sint destinate functionarii in aer liber. Acestea se leaga de instalatia de antena cu cablu coaxial ( LDC).
Despre executiile pentru montaj la baza antenei se precizeaza ca iesirea de radiofrecventa este trecuta prin izolator de portelan de mari dimensiuni ca sa se evite conturnarile cind lungimea antenei se apropie de lambda/2 (Datron).
Pentru montajul la baza antenei sau la capatul antenei filare se mentioneaza ca firul de legatura monofilar dintre transmatch si antena devine element radiant si trebuie indepartat de corpurile inconjuratoare, mai ales daca acestea sint metalice.
5. Consideratii istorice
5.1 Evolutia in timp a transmatch-urilor automate
Schemele in Pi sau L au fost dezvoltate la inceput in scopuri militare si foloseau servomotoare pentru actionarea condensatoarelor variabile in vid si a bobinelor cu inductanta variabila.
La inceput in partea de automatizare a schemelor in T au fost utilizate circuite analogice pentru a converti semnalele de eroare produse de puntea de masura a SWR si de detectorul de faza in tensiuni variabile capabile sa invirta servomotoarele de actionare a condensatoarelor variabile din circuit. Operatia de acord automat avea drept referinta pozitia optima setata de operator (minim SWR si unghi de defazaj cit mai apropiat de zero) si motoarele se invirteau intr-un sens sau altul pina cind se obtinea o pozitie de adaptare cu semnal de eroare zero. Orice modificare a frecventei in cadrul aceleiasi benzi sau orice modificare a impedantei de sarcina initializa o noua secventa de acord. Schimbarea benzii de lucru , adica schimbarea prizei de pe bobina, se facea manual sau automat, prelucrindu-se informatiile provenite din transceiver.
Exemple tipice ale acestei scheme sint produsele firmei Icom:
AT-150 http://www.qsl.net/ab4oj/download/at150.pdf si
AT-500 http://www.qsl.net/icom/manuals.html
5.1 Aparitia microprocesorului
Pasul urmator a fost inlocuirea circuitelor analogice cu un microprocesor. Acesta primea semnalele de eroare convertite din analogic in digital. Dupa prelucrare, semnalul digital de iesire este convertit din nou in semnal analogic pentru actionarea servomotoarelor sau mai des in ultima vreme, pentru actionarea releelor de comutare a condensatoarelor si a inductantelor. Microprocesorul prelucreaza informatiile despre banda de lucru si le transmit releelor de comutare a inductantelor. De asemenea microprocesorul poate memora fiecare nou punct de acord realizat si poate sa comande o pozitie de acord direct, fara sa mai urmeze intreaga procedura de acord, atunci cind se revine aproape de o pereche de valori impedanta -frecventa cu care s-a lucrat anterior.(numarul de memorii depinde de procesorul utilizat, dar este foarte mare.)
5.2 Transmatch automat incorporat sau separat
Cele mai multe transceivere de categorie mijlocie si toate transceiverele de clasa superioara se livreaza astazi cu transmatch automat in T incorporat. Din acest motiv au aparut pe piata aparatelor la mina a doua transmatch-uri automate cu configuratie in T in stare foarte buna si la preturi acceptabile.
Un astfel de dispozitiv incorporat se alimenteaza in curent continuu si primeste informatiile despre banda de lucru direct din transceiver.
Se gasesc pe piata transmatch-uri automate fabricate pentru transceiverele livrate fara acest auxiliar deosebit de util. Astfel de exemplu Yaesu ofera modelul FC-20 dedicat luiFT-100D, KENWOOD ofera modelul AT-50 pentru TS-50 iar Icom ofera AT-180 pentru IC-706.
Deoarece amplificatoarele de putere inca nu sunt echipate cu automat antenna tunere incorporate, (exceptie KW-1 si VL1000) sint produse si se gasesc pe piata , dar la un pret destul de mare, transmatch-uri automate in configuratie Pi sau L in constructie independenta, capabile sa lucreze la o putere incidentala mai mare de 500W. (SGC-235, LDC AT1000, DATRON RAT1000C etc.)
5.3 Protectia la suprasarcina
Exista scheme in care pentru protectia etajului final echipat cu tranzistoare, la iesirea din transmatch-ul in configuratie T este montat un detector de VSWR. Daca tensiunea detectata la intrarea in sistemul de antene corespunde unui raport de unde stationare mai mare decit 3:1, se comanda decuplarea fortata a etajului final, deoarece se presupune ca transmatch-ul nu are capacitatea de a face adaptarea pentru un SWR initial mai mare decit aceasta valoare.
6. Concluzii
Utilizarea unui Transmatch manual in configuratie T este indicata atunci cind sistemul de antene are SWR sub 3:1 in toata gama de frecvente in care este utilizat (antene rezonante alimentate cu cablu coaxial in punct de joasa impedanta- mijlocul dipolului in lambda/2 ).
Configuratia in Pi/L este recomandata atunci cind se foloseste o singura antena filara in toata gama de unde scurte ( antena nerezonanta alimentata la capat cu fider monofilar- punct de mare impedanta).
Utilizarea unui Transmatch manual in configuratie Pi sau L este recomandata pentru adaptarea etajului final la antene filare nerezonante sau antene dublet sau loop alimentate cu linii paralele, cind acestea sint utilizate intr-o gama larga de frecvente. daca antena se alimenteaza cu linie bifilara se va utiliza un baloon de simetrizare sau chiar un transmatch simetric!!
Nu se va folosi niciodata un Transmatch automat pentru adaptarea amplificatorului la o antena filara, rezonanta, in lambda/2. O astfel de antena are la capat o impedanta foarte mare , de ordinul miilor de ohmi. La capatul antenei tensiunea de radiofrecventa atinge valori periculoase atit pentru operator cit si pentru echipamente.
Pentru astfel de situatii se poate folosi un transmatch manual cu configuratia in L echipat cu o bobina rotativa de dimensiuni mai mari, si cu un condensator variabil cu distanta mare intre placi. Nici un transmatch in configuratie Pi executat cu bobine fixe comutabile cu relee si condensatori ficsi cu mica nu face fata conditiilor create de alimentarea unei antene rezonante in lambda/2.
Antenele filare (ortizontale sau verticale) vor avea lungimea egala cu un multiplu impar de lambda/8 (3/8, 5/8 sau 7/8 ). Se lucreaza in conditii de siguranta daca lungimea antenei este intre 0,4 si 0,6 lambda sau exact multipli impari de lambda/8.
Nu se vor utiliza in nici un caz doua transmatch-uri automate in serie active amindoua simultan. Se va dezactiva transmatchul automat in T intern transmatch-ului daca se foloseste si un transmatch automat exterior. Aceasta manevra este obligatorie pentru protectia etajului final si a componentelor acestuia. In timpul acordului automat si independent unul de altul al celor doua transmatch-uri exista posibilitatea ca in circuitul de iesire al etajului final sa apara supratensiuni periculoase pentru componente.
O situatie aparte este aceea in care un amplificator de putere este excitat de un transceiver dotat cu transmatch automat incorporat. Decizia de a folosi sau nu transmatchul automat incorporat in transceiver depinde de schema amplificatorului.
Daca schema amplificatorului este cu grila pasiva nu este necesar dar se poate activa Transmatch-ului automat pentru ca intrarea in amplificator este o impedanta rezistiva de 50 ohmi. (vezi http://www.svetlana.com/docs/TechBulletins/technoteNo40.html).
Daca schema este cu catodul la masa sau amplificatorul este cu tranzistoare, deasemenea nu este necesara activarea transmatch-ului automat din transceiver deoarece aceste amplificatoare prezinta la intrare o impedanta independenta de frecventa cu valoarea de 50 ohmi si cu componenta reactiva nula. Se poate insa lucra si cu transmatch-ul automat activat.
Schemele cu grila la masa au prevazut de obicei un circuit de intrare Pi, cu acord fix, pentru o impedanta de intrare de 50 ohmi. In acest caz este recomandata acvtivarea Transmatch-ului din transceiver pentru o mai buna adaptare intre transceiver si final. La amplificatoarele mai vechi fara circuit de adaptare la intrare, chiar cu transmatch-ul automat din transceiver in cofiguratie T activat, se poate sa nu se obtina o pozitie corecta de acord ( SWR la intrarea in liniar mai mare de 3:1) si protectia sa blocheze etajul final din transceiver. In aceasta situatie cel mai probabil va fi necesara introducerea circuitelor de intrare in liniar.
In loc de incheiere
Am auzit de multe ori in banda: "Eu nu am nevoie de transmatch pentru ca VSWR - ul este de numai 2:1!!!" Afirmatie gresita din doua motive:
1) daca SWR-ul este de 2:1, puterea debitata cin sistemul de antene este cu 11,1% mai mica decit puterea debitata de etajul final .
vezi si : https://ewhdbks.mugu.navy.mil/VSWR.htm
2) adaptarea perfecta intre amplificatorul de putere si sarcina pe care debiteaza este o conditie sine qua non pentru o buna liniaritate in functionarea acestuia.
7. References
1 Sabin & Schoenike, editors. Noble, 1998. View excerpt http://www.qsl.net/ab4oj/download/collins_pa.pdf
2 "HF Radio Systems & Circuits", Chapter 15.
3 "SG-230 Smartuner Installation & Operations Manual", SGC Inc. Download http://www.sgcworld.com/ftp/Books/SG230Man.pdf Mirror http://www.qsl.net/ab4oj/download/sg230man.pdf
8. Linkuri utile
Tunere automate si manuale aflate pe piata in acest moment la adresa: http://www.gigaparts.com/store.php?type=radio&action=search&restrict=radio&category=TUNE-HF
Toata seria de tunere de la Icom in configuratie T si in configuratie Pi/L la adresa: http://www.tototheo.com.cy/products.php?category1=ACCESSORIES&category2=Antennas&category3=Antenna%20Tuners/Matchers&hierarhy=4&PHPSESSID=4594362125e8b252afe6994592186703
Automat AntennaTunere de la SGC la adresa: http://www.sgcworld.com/SmartunerComparisonPage.html
Autotunere de la LDG la adresa: http://www.ldgelectronics.com/autotuners.html
Autotunere de la DATRON la adresa: http://www.dtwc.com/index.html
Comentarii despre transmatch: http://www.eham.net/reviews/products/3
- Gheorghe Andrei Radulescu YO4AUP
-
Articol aparut la
3-10-2005
17260
Inapoi la inceputul articolului
|
