diff --git a/articles/2011/reflektometry-starych-bastliru-dil-i.md b/articles/2011/reflektometry-starych-bastliru-dil-i.md new file mode 100644 index 0000000000000000000000000000000000000000..9fb3d061fdb9bb88156c1558706b56a74b29da4f --- /dev/null +++ b/articles/2011/reflektometry-starych-bastliru-dil-i.md @@ -0,0 +1,166 @@ ++++ + +title = "Reflektometry starĂ˝ch bastlĂřů - dĂl I." +perex_e = " +Dnes uĹľ si všechno koupĂme. Dnes uĹľ se nebastlĂ. Jen obÄŤas se nÄ›kdo rozpomene a postavĂ si jen tak pro vlastnĂ potěšenĂ nÄ›co jednoduchĂ©ho, tĹ™eba transmatch nebo reflektometr. Reflektometry byly a stále jsou oblĂbenĂ˝m námÄ›tem pro individuálnĂ tvĹŻrÄŤĂ ÄŤinnost, kaĹľdoroÄŤnÄ› se v radioamatĂ©rskĂ˝ch ÄŤasopisech objevujĂ novĂ© konstrukce. Je to pochopitelnĂ© vzhledem k jejich zdánlivĂ© jednoduch osti a malĂ©mu mnoĹľstvĂ součástek. Pokud však danou konstrukci chápeme pouze jako stavebnĂ návod, kdy staÄŤĂ osadit pĹ™edepsanĂ© součástky, ne vĹľdy je dĂlo korunováno plnĂ˝m ĂşspÄ›chem a konstrukce skonÄŤĂ v nejspodnÄ›jšĂm šuplĂku. + + + +. + + + +" +tags = ["ÄŚlánek"] ++++ + + +Dnes uĹľ si všechno koupĂme. Dnes uĹľ se nebastlĂ. Jen obÄŤas se nÄ›kdo rozpomene a postavĂ si jen tak pro vlastnĂ potěšenĂ nÄ›co jednoduchĂ©ho, tĹ™eba transmatch nebo reflektometr. Reflektometry byly a stále jsou oblĂbenĂ˝m námÄ›tem pro individuálnĂ tvĹŻrÄŤĂ ÄŤinnost, kaĹľdoroÄŤnÄ› se v radioamatĂ©rskĂ˝ch ÄŤasopisech objevujĂ novĂ© konstrukce. Je to pochopitelnĂ© vzhledem k jejich zdánlivĂ© jednoduch osti a malĂ©mu mnoĹľstvĂ součástek. Pokud však danou konstrukci chápeme pouze jako stavebnĂ návod, kdy staÄŤĂ osadit pĹ™edepsanĂ© součástky, ne vĹľdy je dĂlo korunováno plnĂ˝m ĂşspÄ›chem a konstrukce skonÄŤĂ v nejspodnÄ›jšĂm šuplĂku. + + + +. + + + + +Proto jsem se rozhodl pro tento historickĂ˝ exkurs, ve kterĂ©m si na pĹ™Ăkladech vysvÄ›tlĂme nÄ›kterĂ© chyby a jejich pĹ™ĂÄŤiny. Nevyhneme se ovšem ani trošce šedĂ©, leÄŤ doufám stravitelnÄ› podanĂ© teorie. NovÄ› pĹ™ĂchozĂm pro pouÄŤenĂ, tÄ›m staršĂm pro osvěženĂ ochabujĂcĂ pamÄ›ti. ZaÄŤneme reflektometry pro VKV a postupnÄ› pĹ™ejdeme aĹľ na KV. + +**VKV reflektometry** + +Snad nejvydaĹ™enÄ›jšà vysvÄ›tlenĂ funkce reflektometrĹŻ jsem nalezl v literatuĹ™e [1]. Pokud mne paměť neklame, obdobnÄ› to pĹ™ed mnoha lety vysvÄ›tloval Jindra OK1VR, naposledy v dobÄ› relativnÄ› nedávnĂ© v CB reportu [2]. NejdĹ™Ăve si zopakujeme, jak vzniká odraz na vedenĂ. + +Pokud je vf vĂ˝kon pĹ™ivádÄ›n na vstup napájecĂho pĹ™enosovĂ©ho vedenĂ správnÄ› zakonÄŤenĂ©ho na jeho vzdálenĂ©m konci, šĂřà se tento vĂ˝kon podĂ©l vedenĂ postupnou vlnou ve svĂ© napěťovĂ© i proudovĂ© sloĹľce (P = U. I) a je zcela absorbován zátěžà na vzdálenĂ©m konci vedenĂ. To pĹ™edstavuje ideálnĂ stav pro pĹ™enos vĂ˝konu z vysĂlaÄŤe do antĂ©nnĂho systĂ©mu. TakovĂ˝ stav je zĹ™Ădka, jestli vĹŻbec nÄ›kdy dosaĹľitelnĂ˝ vzhledem k nemoĹľnosti realizovat pĹ™enosovĂ© vedenĂ s absolutnÄ› pĹ™izpĹŻsobenou zátěžĂ. V praxi je moĹľnĂ© pouze ukonÄŤenĂ vedenĂ antĂ©nou nebo zátěžà blĂĹľĂcĂ se ideálnĂm podmĂnkám. Za tÄ›chto okolnostĂ je urÄŤitá část vĂ˝konu odrážena v tomto chybnĂ©m zakonÄŤenĂ a je vedenĂm šĂĹ™ena zpÄ›t v opaÄŤnĂ©m smÄ›ru, kde je buÄŹ absorbována nebo znovu odraĹľena v generátoru podle toho, je-li generátor ukonÄŤen správnou nebo chybnou impedancĂ. Část vĂ˝konu odraĹľená od antĂ©ny nebo chybnĂ©ho ukonÄŤenĂ je pĹ™Ămo ĂşmÄ›rná velikosti nepĹ™izpĹŻsobenĂ vedenĂ. Proto mĹŻĹľeme hodnotu nepĹ™izpĹŻsobenĂ na vedenĂ vyjádĹ™it jako pomÄ›r postupujĂcĂho a odraĹľenĂ©ho vĂ˝konu neboli PSV (pomÄ›r stojatĂ˝ch vln) ÄŤi v angliÄŤtinÄ› SWR (standing wave ratio), jak je znázornÄ›no na obr.1. + + + +V obrázcĂch i textu budeme nadále pouĹľĂvat zaĹľitou anglickou symboliku. PĂsmenem "f" = forward (dopĹ™edu) budeme oznaÄŤovat postupujĂcĂ smÄ›r, pĂsmenem "r" = reflected (odraĹľenĂ˝) oznaÄŤĂme zpÄ›tnĂ˝ smÄ›r. + +Pokud swr = S , pak ÄŤinitel odraĹľenĂ©ho napÄ›tĂ K je dán jako + +S - 1 + +K = S + 1 ( 1) + +Bude-li tedy pĹ™Ăstroj (reflektometr) konstruován tak, Ĺľe bude vyhodnocovat odpovĂdajĂcĂ rozdĂl postupujĂcĂho a odraĹľenĂ©ho vĂ˝konu, pak mĹŻĹľe bĂ˝t pouĹľit pĹ™Ămo k měřenĂ PSV (SWR). V decibelech lze tento pomÄ›r vyjádĹ™it jako + +M = 20log 1/K. (2) + +VloĹľĂme-li vodiÄŤ (vazebnĂ smyÄŤku), jehoĹľ dĂ©lka je kratšà v porovnánĂ s dĂ©lkou vlny do prostoru elektromagnetickĂ©ho pole paralelnÄ› s vodiÄŤem pĹ™enášejĂcĂm vĂ˝kon, pak se část tohoto vĂ˝konu bude indukovat do tĂ©to smyÄŤky. Velikost tĂ©to indukovanĂ© části vĂ˝konu je pĹ™Ămo ĂşmÄ›rná k velikosti postupnĂ©ho i odraĹľenĂ©ho vĂ˝konu na hlavnĂm vedenĂ. VazebnĂ smyÄŤka se v angliÄŤtinÄ› oznaÄŤuje vĂ˝stiĹľnÄ› tĂ©Ĺľ jako sampler = vzorkovaÄŤ, protoĹľe skuteÄŤnÄ› odebĂrá vzorek postupujĂcĂho i odraĹľenĂ©ho vĂ˝konu. UspořádánĂ hlavnĂho vedenĂ a vazebnĂ smyÄŤky mĹŻĹľe bĂ˝t tĂ©Ĺľ povaĹľováno za **MaxwellĹŻv mĹŻstek** , jehoĹľ ramena pĹ™edstavujĂ reaktance rozloĹľenĂ© kapacity C a vzájemnĂ© indukÄŤnosti L vazebnĂ smyÄŤky, kde účinnou zátěžà mĹŻstku je **r** (obr.2). + + + +Obr. 2a: MaxwellĹŻv mĹŻstek Obr. 2b: Komponenty mĹŻstku + + + +Pokud tedy je mĹŻstek je účinnÄ› vyvážen na všech kmitoÄŤtech. Tento matematickĂ˝ vztah, oznaÄŤovanĂ˝ nÄ›kdy tĂ©Ĺľ jako **podmĂnka balance** je pro správnou funkci reflektometru klĂÄŤovĂ˝ a je obdobnĂ˝ vztahu pro urÄŤenĂ charakteristickĂ© impedance vedenĂ **Z****2**** = L/C**.VĂ˝kon z generátoru **G **se projevĂ v zátěži **r**, avšak ĂşmÄ›rnÄ› k zátěži **x** pĹ™edstavovanĂ© detektorem. Pokud je tedy dvojice vedlejšĂch vazebnĂch smyÄŤek navázána k hlavnĂmu vedenĂ pĹ™enášejĂcĂmu vĂ˝kon a pĹ™ĂslušnÄ› zakonÄŤena na opaÄŤnĂ˝ch koncĂch, lze z nich odebĂrat vzorek postupnĂ©ho i odraĹľenĂ©ho vĂ˝konu ĂşmÄ›rnĂ©ho vĂ˝konu v hlavnĂm vedenĂ. + +Toto je vlastnĂ princip reflektometru (obr. 3a, 3b). + + + +**PĹ™esnost **danĂ©ho pĹ™Ăstroje závisĂ tedy na **správnĂ©m zakonÄŤenĂ vazebnĂch smyÄŤek**. JakĂ©koli nepĹ™izpĹŻsobenĂ zde má za následek, Ĺľe vzorek napÄ›tĂ z postupujĂcĂho i odraĹľenĂ©ho vĂ˝konu nebude ĂşmÄ›rnĂ˝ pomÄ›rĹŻm na hlavnĂm vedenĂ. Tento vĂ˝konovĂ˝ parametr je oznaÄŤován termĂnem smÄ›rovost reflektometru, a je urÄŤen jako pomÄ›r napÄ›tĂ vzniklĂ©ho na vazebnĂ smyÄŤce za podmĂnky správnĂ©ho zakonÄŤenĂ pĹ™Ăstroje, k napÄ›tĂ na tĂ©to smyÄŤce, kdyĹľ je pĹ™Ăstroj reverzován. SmÄ›rovost se obvykle vyjadĹ™uje jako pomÄ›r tÄ›chto napÄ›tĂ v dB. + +**ProvedenĂ reflektometrĹŻ** + +PĹ™ed koneÄŤnou realizacĂ je nutnĂ© se zamyslet nad nÄ›kolika náčrtky samotnĂ©ho vzhledu pĹ™Ăstroje. DĹ™Ăve jiĹľ bylo uvedeno, jak dvojice napÄ›tĂ Uf a Ur mĹŻĹľe bĂ˝t zĂskána ĂşmÄ›rnÄ› ke sloĹľkám pĹ™ĂslušnĂ©ho postupujĂcĂho ÄŤi odraĹľenĂ©ho vĂ˝konu. NicmĂ©nÄ› tato napÄ›tĂ jsou stále vysokofrekvenÄŤnĂ a je nutnĂ© pĹ™emÄ›nit je na stejnosmÄ›rná, aby je bylo moĹľno vyuĹľĂt pro vĂ˝chylku konvenÄŤnĂho ruÄŤkovĂ©ho měřidla. + +Pokud napÄ›tĂ vytvoĹ™enĂ© postupnou vlnou Uf odpovĂdá plnĂ© vĂ˝chylce dc měřidla, pak mĹŻĹľe bĂ˝t analogicky indikováno i odraĹľenĂ© napÄ›tĂ Ur a pĹ™ĂslušnĂ© měřidlo ocejchováno pĹ™Ămo v hodnotách SWR. Mezi dvojicĂ vazebnĂch smyÄŤek by pak nemÄ›l bĂ˝t pĹ™i zamÄ›ĹovánĂ vstupu a vĂ˝stupu hlavnĂho vedenà žádnĂ˝ rozdĂl a ruÄŤka dc měřidla momentálnÄ› indikujĂcĂho odraĹľenĂ© napÄ›tĂ by mÄ›la zĹŻstat na počátku stupnice.Tato kalibrace je platná nezávisle na aktuálnÄ› pĹ™enášenĂ©m vĂ˝konu v pĹ™ĂpadÄ›, Ĺľe je reflektometr nastaven na plnou vĂ˝chylku měřidla v danĂ©m smÄ›ru. + +V praxi je snazšà uspořádánĂ se dvÄ›ma identickĂ˝mi vazebnĂmi smyÄŤkami, v tom pĹ™ĂpadÄ› se kalibrace měřidla stává jednoduchou otázkou pomÄ›ru napÄ›tĂ na detekÄŤnĂch diodách. + +V tomto mĂstÄ› je podstatnÄ› ovlivnÄ›na mez citlivosti pĹ™Ăstroje pro nĂzkĂ© hodnoty swr. NicmĂ©nÄ› za pĹ™edpokladu, Ĺľe pomÄ›r vazby smyÄŤky na hlavnĂ vedenĂ mĹŻĹľe bĂ˝t nÄ›jak definován, je moĹľnĂ© zlepšit celkovou citlivost pro danĂ˝ vĂ˝kon a upravit citlivost měřidla zvÄ›tšenĂm stupnÄ› vazby na vazebnĂ smyÄŤce vzorkujĂcĂ zpÄ›tnĂ˝ odraz oproti smyÄŤce měřĂcĂ postupujĂcĂ vĂ˝kon a tak dosáhnout okamĹľitĂ©ho zlepšenĂ o **x **decibelĹŻ u nejnižšĂho swr, kterĂ© pak lze ještÄ› pĹ™i danĂ© vĂ˝chylce měřidla odeÄŤĂtat (obr.4). + + + +MusĂme mĂt ovšem na pamÄ›ti, Ĺľe vazebnĂ smyÄŤka umĂstÄ›ná v danĂ©m bodÄ› pĹ™Ăliš blĂzko vnitĹ™nĂmu vodiÄŤi deformuje elektromagnetickĂ© pole uvnitĹ™ hlavnĂho vedenĂ a mĹŻĹľe zpĹŻsobit efektivnĂ zmÄ›nu jeho Z<sub>0</sub>. Z toho dĹŻvodu vnášà takto tÄ›sná vazba do měřenĂ sama o sobÄ› urÄŤitou neodmyslitelnou chybu. VšeobecnÄ› by vazba nemÄ›la bĂ˝t tÄ›snÄ›jšà neĹľ cca 30dB pro udrĹľenĂ základnĂho souÄŤinitele odrazu mĂ©nÄ› neĹľ 3 aĹľ 4 procenta. + +Pokud hlavnĂ vedenĂ pĹ™enášà amplitudovÄ› modulovanĂ˝ signál (aĹĄ uĹľ SSB nebo klasickou A3), pak vzorek napÄ›tĂ z dopĹ™ednĂ© i zpÄ›tnĂ© smyÄŤky bude tĂ©Ĺľ amplitudovÄ› modulován se stejnou hloubkou modulace. Pokud toto elektrickĂ© napÄ›tĂ jiĹľ bylo usmÄ›rnÄ›nĂ© a nastavenĂ© pro plnou vĂ˝chylku indikaÄŤnĂho měřidlo, lze tento usmÄ›rnÄ›nĂ˝ (nebo detekovanĂ˝) signál ještÄ› jednou usmÄ›rnit a dc napÄ›tĂ takto zĂskanĂ© bude pak ĂşmÄ›rnĂ© nĂzkofrekvenÄŤnĂ modulaÄŤnĂ obálce nosnĂ© vlny. NapÄ›tĂ pak mĹŻĹľe bĂ˝t vyuĹľito pro vĂ˝chylku měřidla ocejchovanĂ©ho pĹ™Ămo v procentech modulace. Toto cejchovánĂ bude rovněž nezávislĂ© na pĹ™enášenĂ©m vĂ˝konu, pokud bylo měřidlo nastaveno pro plnou vĂ˝chylku ruÄŤky indikovanĂ©ho vzorku nosnĂ©. Klasická A3 se dnes jiĹľ nepouĹľĂvá, ale kdyĹľ nÄ›kdo potĹ™ebuje vyuĹľĂvat reflektometr pĹ™i SSB i jako indikátor modulace, lze jen doporuÄŤit [aktivnĂ detektor špiÄŤek (OK2KKW](http://www.ok2kkw.com/00003016/wattmetr/wattmeter_2_cz.htm)). + +ZaĹ™azenĂ reflektometru do pĹ™enosovĂ©ho vedenĂ vyĹľaduje pouĹľitĂ konektorĹŻ, coĹľ má za následek nespojitost hlavnĂho vedenĂ na jeho obou koncĂch vzhledem k náhlĂ©mu pĹ™echodu z pomÄ›rnÄ› velkĂ©ho prĹŻmÄ›ru vnitĹ™nĂho vodiÄŤe hlavnĂho vedenĂ na vnitĹ™nĂ vodiÄŤ souosĂ©ho konektoru. PrĹŻmÄ›r stĹ™ednĂho vodiÄŤe hlavnĂho vedenĂ zároveĹ musĂ odpovĂdat poĹľadavku zachovánĂ lineárnĂ charakteristickĂ© impedance v širokĂ©m rozsahu a taktĂ©Ĺľ poskytnout dostateÄŤnĂ˝ prostor pro umĂstÄ›nĂ vazebnĂch smyÄŤek. Tato nespojitost je zĹ™ejmá z pravoĂşhlĂ©ho schodovitĂ©ho uspořádánĂ viz obr.5\. Zde mĹŻĹľe optimalizace rozmÄ›rĹŻ umoĹľnit minimálnĂ odraz pĹ™i danĂ© charakteristickĂ© impedanci. Pro kruhová vedenĂ platĂ obecnĂ˝ vzorec Z<sub>o</sub> = 138log s/d stejnÄ› jako Z<sub>o</sub> = 138log S/D. BohuĹľel neexistuje žádnĂ˝ jednoduchĂ˝ aritmetickĂ˝ vzorec vyjadĹ™ujĂcĂ závislost dĂ©lky **A** k ostatnĂm danĂ˝m mechanickĂ˝m rozmÄ›rĹŻm. Pro Ăşplnost je ještÄ› vhodnĂ© dodat, Ĺľe u vzdušnĂ©ho koaxiálnĂho kruhovĂ©ho vedenĂ je pro impedanci 50ohmĹŻ pomÄ›r velkĂ©ho a malĂ©ho prĹŻmÄ›ru S/D = 2,3 a pro impedanci 75ohmĹŻ pak 3,5\. MĹŻĹľete si to rychle pĹ™epoÄŤĂtat na kalkulaÄŤce. + + + +**TypickĂ© pĹ™Ăklady reflektometrĹŻ** + +DĹŻvodem k napsánĂ tohoto ÄŤlánku bylo rozhodnutĂ mĂ©ho pĹ™Ătele M. postavit si reflektometr podle vtipnĂ© konstrukce Jendy OK1TIC, publikovanĂ© v [3]. KdyĹľ jsem ale vidÄ›l, jak si kamarád nasazuje pĹ™es sebe uĹľ druhĂ© brĂ˝le a hledá hodinářskou lupu, Ĺ™ekl jsem si, Ĺľe tudy cesta od urÄŤitĂ©ho vÄ›ku jiĹľ nevede. Bylo tedy tĹ™eba podĂvat se po staršĂch konstrukcĂch, viditelnĂ˝ch pouhĂ˝m okem. OstatnÄ› proÄŤ ne, konstrukce OK1TIC nenĂ nic jinĂ©ho neĹľ historickĂ˝ Mickeymatch, kterĂ˝ je popsán napĹ™. v Rothammelovi [4]. Ve zmĂnÄ›nĂ© knize je uvedena jeho pĹŻvodnĂ forma z koaxiálnĂho kabelu, kterĂ˝ má pod opletenĂm provleÄŤen pomocnĂ˝ tenkĂ˝ isolovanĂ˝ vodiÄŤ. I kdyĹľ toto provedenĂ z dnešnĂho hlediska mĹŻĹľeme povaĹľovat pouze za primitivnĂ indikátor, jde o základnĂ tvar vyváženĂ©ho mĹŻstku. V Rothammelovi je sice nakreslen v pĹŻvodnĂm ohnutĂ©m kruhovĂ©m tvaru, my si ho pro naši potĹ™ebu pĹ™ekreslĂme jako narovnanĂ˝ viz obr.6. + + + +V amatĂ©rskĂ© obci ÄŤasto pĹ™etrvává mylnĂ˝ názor, Ĺľe zakonÄŤovacĂ odpory smyÄŤek musĂ bĂ˝t bezpodmĂneÄŤnÄ› 50 nebo 75 ohmĹŻ. NenĂ to pravda, obecnÄ› mohou bĂ˝t v rozsahu asi 30 aĹľ 150 ohmĹŻ. Záležà na jejich dĂ©lce, prĹŻmÄ›ru a vzdálenosti od hlavnĂho vedenĂ obr.3. DĹŻleĹľitĂ© je, aby uspořádánĂ pĹ™i balancovánĂ splĹovalo rovnici (3). OstatnÄ›, OK1VR uvádĂ na pĹ™Ăkladu reflektometru zakonÄŤovacĂ odpory 110 ohmĹŻ [2]. Jedinou vĂ˝jimkou, kdy zakonÄŤovacĂ odpor má bĂ˝t stejnĂ˝ jako charakteristická impedance Zo, je smÄ›rovĂ© ÄŤtvrtvlnnĂ© vedenĂ pouĹľitĂ© jako sluÄŤovaÄŤ signálĹŻ v TV technice obr.7\. TakovĂ˝ TV sluÄŤovaÄŤ se kdysi skuteÄŤnÄ› vyrábÄ›l ze speciálnĂho kabelu VFKP 550, ze kterĂ©ho se daly zhotovit docela obstojnĂ© Mickeymatche pro 75ohmĹŻ [5]. + +MĹŻstky typu Mickeymatch (Monimatch atd.) se tĂ©Ĺľ velmi ÄŤasto pouĹľĂvajĂ ve variantÄ› dle obr.3 se dvÄ›ma smyÄŤkami uspořádanĂ˝mi kolem hlavnĂho vedenĂ obr.8\. V dalšĂm textu se budeme vÄ›novat praktickĂ˝m ukázkám a zajĂmavostem kolem nich. + +**PĹ™Ăklad 1: Reflektometr na plošnĂ©m spoji** + +Pro toto provedenĂ jsme se s mĂ˝m kamarádem rozhodli z následujĂcĂch dĹŻvodĹŻ: postavil jsem ho v nÄ›kolika exemplářĂch uĹľ nÄ›kdy kolem r.1980 a v archivu jsem ještÄ› našel pĹŻvodnĂ prĹŻsvitku, dále toto provedenĂ je vhodnĂ© pro obÄ› pásma 144 i 432 MHz, obvyklá ve dnes nejrozšĂĹ™enÄ›jšĂch multiband transceivrech do 100W. I velikost je ještÄ› pĹ™ijatelná. PĹŻvodnĂ konstrukce byla popsána v jiĹľ zmĂnÄ›nĂ©m pramenu [1] a je na obr.9\. Na prvnĂ pohled zcela triviálnĂ - osadĂme součástky a je to. HlavnÄ› rezistory musĂ bĂ˝t bezindukÄŤnĂ, jak si pamatujeme z mnoha doporuÄŤenĂ. Ale ouha! Reflektometr nebyl dokonale vybalancován ani na pásmu 144 MHz, natoĹľ na obou pásmech najednou. NuĹľe prvnĂ krok: nahradĂme zakonÄŤovacĂ rezistory smyÄŤek miniaturnĂmi trimry. TeÄŹ uĹľ to jde vybalancovat alespoĹ na 144 MHz, ale ještÄ› by to malinko chtÄ›lo. Dáme tedy paralelnÄ› k odporovĂ˝m trimrĹŻm ještÄ› kapacitnĂ do 5pF. TeÄŹ uĹľ je vybalancovánĂ dokonalĂ©, ale jen na dolnĂm pásmu, trimry po změřenĂ majĂ odpor cca 110 OhmĹŻ. + +Jak to, vĹľdyĹĄ to pĹ™ed 40 lety šlo bez problĂ©mĹŻ? Ach ta paměť - tehdy se to dÄ›lalo na impedanci 75 OhmĹŻ. To potvrdil i rychlĂ˝ pohled na desku - šĂĹ™ka stripline pásku **w** pro hlavnĂ vedenĂ je nÄ›jak malá. RychlĂ˝ pĹ™epoÄŤet to potvrdil: u materiálu FR4 tloušťky 1,5 mm opravdu odpovĂdá šĂĹ™ka pásku **w** = 1,25 mm, jak je na prĹŻsvitce obr.9, impedanci 75 Ohm. Co s tĂm, prĹŻsvitku je škoda vyhodit. ZkusĂme tedy pĹ™epoÄŤĂtat stripline 1,25 mm na FR4 tloušťky 0,8mm. Nu to jiĹľ je skoro pĹ™esnÄ› 50 OhmĹŻ. Na tĂ©to desce jiĹľ bylo moĹľnĂ© vybalancovat reflektometr pro obÄ› poĹľadovaná pásma. Ale ani v tomto pĹ™ĂpadÄ› trimry po změřenĂ nemajĂ 50, ale cca 70 ohmĹŻ. Na tomto mĂstÄ› je tĹ™eba si ještÄ› poloĹľit otázku: musĂ bĂ˝t zakonÄŤovacĂ rezistory smyÄŤek opravdu **bezpodmĂneÄŤnÄ›** **bezindukÄŤnĂ**, jak máme zafixováno v obecnĂ©m povÄ›domĂ? ByĹĄ se to zdá podivnĂ©, tak **opravdu nemusĂ**, zvláštÄ› v uvedenĂ©m pĹ™Ăkladu pouze pro 144 a 432 MHz. ParazitnĂ indukÄŤnost pouĹľitĂ˝ch rezistorĹŻ je totiĹľ pĹ™edevšĂm u nĂzkĂ˝ch hodnot nepatrná, záležà na tom, je-li v odporovĂ© vrstvÄ› vytvoĹ™ena spirálová drážka. Tato nepatrná parazitnĂ indukÄŤnost se pak sÄŤĂtá v sĂ©rii s vlastnĂ indukÄŤnostĂ vazebnĂ smyÄŤky a lze ji vykompenzovat paralelnĂmi kapacitami. Ty vycházĂ v uvedenĂ©m pĹ™ĂpadÄ› na 2 - 3pF a lze je snadno nahradit zkroucenĂ˝mi izolovanĂ˝mi drátky, jak se to kdysi dÄ›lalo. KapacitnĂch trimrĹŻ je pro tuto jednorázovou kompenzaci škoda. BalancovánĂ a kompenzaci je vhodnĂ© provĂ©st na vyššĂm pásmu 432 MHz, na spodnĂm pásmu se to poddá. Velice dĹŻleĹľitĂ© je "nenabourat" si impedanci hlavnĂho vedenĂ jiĹľ v zárodku o vĂc neĹľ 3 - 4%, jak bylo uvedeno výše, dodrĹľet zásady UHF montáže s co nejkratšĂmi spoji a pouĹľĂt dnes jiĹľ běžnÄ› dostupnĂ© konektory s definovanou impedancĂ 50 ohmĹŻ, aĹĄ jiĹľ BNC nebo N. ÄŚertĂk je v detailu, pravil knĂĹľe. + + + +Na obr.9 je vyobrazeno ještÄ› pĹŻvodnĂ provedenĂ z [1]. Jak bylo uvedeno výše, hodnoty rezistorĹŻ mohou bĂ˝t zcela jinĂ©. Jako detektory posloužà stejnÄ› dobĹ™e diody Ĺ™ady GA. VhodnĂ© mechanickĂ© uspořádánĂ je znázornÄ›no na obr.10\. DĹŻvod je jednoduchĂ˝: vyjdou co nejkratšà spoje od desky ke konektorĹŻm. Takto jsou pĹ™evážnÄ› provedeny levnĂ© komerÄŤnĂ reflektometry. + +**PĹ™Ăklad 2: PreciznĂ reflektometr do 2,4 GHz.** + +TakĂ© tento reflektometr byl uveden v [1]. I kdyĹľ jen velmi málo amatĂ©rĹŻ jej bude schopno realizovat vzhledem k nezbytnĂ©mu dĂlenskĂ©mu vybavenĂ, pĹ™esto jej uvádĂm na obr.11. + + + +AĹľ dosud jsme se v Ăşvahách zabĂ˝vali vĂ˝luÄŤnÄ› zpÄ›tnou smyÄŤkou snĂmajĂcĂ odraĹľenou vlnu SWR. Jak jiĹľ bylo výše uvedeno, podmĂnka balance v rovnici (3) je z ryze matematickĂ©ho hlediska kmitoÄŤtovÄ› nezávislá, protoĹľe skuteÄŤnÄ› neobsahuje žádnĂ˝ vĂ˝raz pro kmitoÄŤet. To je pravda ovšem jen teoreticky, protoĹľe zvláštÄ› u velmi vysokĂ˝ch kmitoÄŤtĹŻ se jiĹľ projevĂ vliv parazitnĂch kapacit a indukÄŤnostĂ i u zpÄ›tnĂ© smyÄŤky. V dalšĂm se budeme vÄ›novat dopĹ™ednĂ© smyÄŤce snĂmajĂcĂ postupujĂcĂ vĂ˝kon. Zde na chvĂli odboÄŤĂme k vynikajĂcĂ práci OK1AYY uvedenĂ© v [6], která je sice zaměřena na širokopásmovĂ© KV reflektometry, ale vÄ›tšina jejĂch závÄ›rĹŻ má obecnou platnost a budu se na nÄ› v dalšĂm textu ÄŤasto odvolávat. Pro širokopásmovĂ© aplikace se všeobecnÄ› uvádĂ tzv. "pravidlo ÄŤtyĹ™násobku", kdy reaktance vinutĂ X<sub>L</sub> pro nejnižšà kmitoÄŤet má bĂ˝t ÄŤtyĹ™násobná oproti zátěži (obvykle 50 Ohm). V pĹ™ĂpadÄ› reflektometrĹŻ, u kterĂ˝ch chceme pĹ™eci jen s urÄŤitou pĹ™esnostĂ měřit postupujĂcĂ vĂ˝kon, pak platĂ pravidlo deseti aĹľ dvacetinásobku. ÄŚasto se pak v tĂ©to souvislosti pro nejvyššà kmitoÄŤet uvádĂ pro dĂ©lku vinutĂ pravidlo 0,1 lambda. Co platĂ pro KV reflektometry, platĂ analogicky i pro VHF a UHF kmitoÄŤty. To je dĹŻvod, proÄŤ je u reflektometru na obr.11 pouĹľita smyÄŤka dĂ©lky pouze 20mm, která tĂ©Ĺľ celkem odpovĂdá zakonÄŤovacĂmu rezistoru 50 ohmĹŻ. NavĂc si povšimnÄ›me, Ĺľe smyÄŤka nenĂ zhotovena z drátu kruhovĂ©ho prĹŻĹ™ezu, ale z plochĂ©ho pásku. To znamená oproti kulatĂ©mu vodiÄŤi zmenšenĂ indukÄŤnosti L, ale i zvýšenĂ kapacity C ve vzorci (3) pro podmĂnku balance, tĂm se podstatnÄ› snĂžà pomÄ›r L/C v tomto vzorci a samozĹ™ejmÄ› i jeho druhá odmocnina, takĹľe zatěžovacĂ rezistor **r** mĹŻĹľe klidnÄ› dosáhnout hodnoty 50 ohmĹŻ. ProtoĹľe zmĂnÄ›ná konstrukce je urÄŤena pro vysokĂ© kmitoÄŤty, je jiĹľ na mĂstÄ› pouĹľitĂ pokud moĹľno bezindukÄŤnĂho rezistoru. SamozĹ™ejmÄ› u VHF a UHF reflektometrĹŻ se cejchovánĂ měřidla pro postupujĂcĂ vĂ˝kon u jednotlivĂ˝ch pásem lišà a je nutno pouĹľĂt pĹ™epĂnaÄŤ. Naopak zpÄ›tná smyÄŤka je, jak jiĹľ bylo Ĺ™eÄŤeno, do znaÄŤnĂ© mĂry kmitoÄŤtovÄ› nezávislá. BalancovánĂ tĂ©to smyÄŤky se u reflektometru na obr.11 provádĂ tak, Ĺľe vĂ˝vod rezistoru u pĂsmene R ponecháme delšà a pĹ™i nahĹ™ĂvánĂ tohoto pájecĂho bodu postupnÄ› pĹ™ibliĹľujeme ÄŤi oddalujeme smyÄŤku od hlavnĂho vedenĂ. BalancovánĂ je u páskovĂ˝ch smyÄŤek velice ostrĂ©, ale i dobĹ™e nastavitelnĂ©. Dokonce natolik, Ĺľe po nahřátĂ a opÄ›tnĂ©m zchladnutĂ pĹ™ĂslušnĂ©ho rezistoru se balance nemusĂ vrátit pĹ™esnÄ› zpÄ›t do nulovĂ© polohy. Proto je vhodnĂ© pouĹľĂt pájku s co nejnižšà tavicĂ teplotou a pájet velice rychle, aby se rezistor zbyteÄŤnÄ› nepĹ™ehřál. + +Jak jiĹľ bylo výše Ĺ™eÄŤeno, do konstrukce je moĹľnĂ© se pustit pouze s nároÄŤnĂ˝m strojnĂm vybavenĂm a uvedl jsem ji hlavnÄ› kvĹŻli vysvÄ›tlenĂ vlivu tvaru vazebnĂch smyÄŤek. ProblĂ©mem u konstrukcĂ s kruhovĂ˝m prĹŻĹ™ezem je dodrĹľenĂ vypoÄŤĂtanĂ©ho pomÄ›ru D/d pro poĹľadovanou impedanci 50 ohmĹŻ. Proto se ÄŤasto setkáváme s tĂm, Ĺľe vnÄ›jšà plášť hlavnĂho vedenĂ má ÄŤtvercovĂ˝ prĹŻĹ™ez. Pro ten platĂ + +Z<sub>o</sub> = 138 log 1,08 D/d + +SnadnÄ›ji totiĹľ ohneme vnÄ›jšà plášť s vypoÄŤĂtanĂ˝mi rozmÄ›ry podle danĂ©ho prĹŻmÄ›ru vnitĹ™nĂho vodiÄŤe z plechu, neĹľ najdeme odpovĂdajĂ kruhovĂ© prĹŻmÄ›ry. PĹ™Ăklad takovĂ© konstrukce najdeme v [7]. V nedávnĂ© dobÄ› popsal krabiÄŤku zhotovenou z oboustrannĂ©ho cuprextitu na svĂ˝ch stránkách Martin OK1UGA. I zde se mĹŻĹľeme pokusit o nahrazenĂ vazebnĂch smyÄŤek plochĂ˝mi pásky ( tĹ™eba kontaktnĂ pĂ©ra z relĂ©), pĹ™ĂpadnÄ› laborovat s hodnotou zakonÄŤovacĂch rezistorĹŻ jako u reflektometru na plošnĂ©m spoji. ProstÄ› podmĂnka balance (3) musĂ bĂ˝t v kaĹľdĂ©m pĹ™ĂpadÄ› dodrĹľena. DĹŻraznÄ› však varuji pĹ™ed pouĹľitĂm "radarovĂ˝ch patronek" typu 33NQ52 a pod, uvedenĂ˝ch v originálnĂm pramenu. Ty jsou pouĹľitelnĂ© pouze pro velmi malĂ© vĂ˝kony, jakmile se na smyÄŤce naindukuje napÄ›tĂ vÄ›tšà neĹľ cca 3V, měřidla se zbláznĂ. Proto pÄ›knÄ› pokornÄ› zpÄ›t ke germaniu nebo k Schotky diodám se sĂ©riovĂ˝m odporem. OstatnÄ› na náhradu Ge diod Schotkyho se sĂ©riovĂ˝m rezistorem upozorĹuje i jiĹľ zmĂnÄ›ná práce OK1AYY [6]. Jde o zachovánĂ "dynamickĂ©ho odporu detektoru" a nynĂ se podĂvejme zpÄ›t na obr.2a, kde je znázornÄ›n v jednom rameni Maxwellova mĹŻstku detektor vyteÄŤkovanÄ›. On totiĹľ skuteÄŤnÄ› nenĂ galvanicky spojen s hlavnĂm vedenĂm, pĹ™esto musĂ mĂt pro dokonalĂ© vyváženĂ všech ÄŤtyĹ™ ramen mĹŻstku hodnotu pĹ™ibliĹľujĂcĂ se co nejvĂce zátěži R<sub>o</sub> 50 ohmĹŻ. + +**PĹ™Ăklad 3: Reflektometr z topenářskĂ˝ch fitinkĹŻ - Waterpipe.** + +Tento reflektometr, publikovanĂ˝ v r. 1972 v QST, uvedenĂ˝ tĂ©Ĺľ v ARRL Antenabooku a svĂ©ho ÄŤasu v buletinu ÄŚAV Martinem OK1RR, je pĹ™Ăkladem oblĂbenĂ© konstrukce pro VHF a je vhodnĂ© jej vestavÄ›t pĹ™Ămo na vĂ˝stup PA vÄ›tšĂch vĂ˝konĹŻ kolem 1kW. VĂ˝robnÄ› je pomÄ›rnÄ› jednoduchĂ˝, levnĂ© mÄ›dÄ›nĂ© topenářskĂ© fitinky jsou běžnÄ› dostupnĂ© v Baumaxu atd. ProblĂ©m nebĂ˝vá ani s vĂ˝bÄ›rem vnitĹ™nĂho a vnÄ›jšĂho prĹŻmÄ›ru vodiÄŤĹŻ u hlavnĂho vedenĂ a dodrĹľenĂm impedance 50 ohmĹŻ, vĹľdy se nÄ›jakĂ© tyÄŤky nebo trubiÄŤky pro pomÄ›r D/d = 2,3 najdou. NĂĹľe uvedenĂ˝ obr.12 je dostateÄŤnÄ› názornĂ˝. ÄŚtenářům se omlouvám, Ĺľe jsem pouĹľil pĹ™eskanovanĂ˝ originálnĂ obrázek, ve skuteÄŤnosti to vyjde s našimi rovnĂ˝mi fitinky bez rĹŻznĂ˝ch zapuštÄ›nĂ daleko jednoduššĂ. Tento reflektometr se dÄ›lá obyÄŤejnÄ› dvojitĂ˝, s detekÄŤnĂ sondou pro postupujĂcĂ i odraĹľenĂ˝ vĂ˝kon. NastavenĂ sond a jejich citlivosti a vybalancovánĂ je velice jednoduchĂ©, prostĂ˝m zasouvánĂm a natáčenĂm s následnĂ˝m zajištÄ›nĂm aretaÄŤnĂm šroubkem. Na co ale chci upozornit je provedenĂ vazebnĂch smyÄŤek opÄ›t z páskĹŻ jako u výše uvedenĂ˝ch konstrukcĂ. V originálnĂm pramenu majĂ pásky šĂĹ™ku 4,75 mm a navĂc se udává výška jejich vysunutĂ z trubiÄŤky sondy. Pro vĂ˝kony do 200 W jsou to 4 mm, pro vĂ˝kony okolo 1 kW pak 2,5 mm. Po pravdÄ› Ĺ™eÄŤeno na tom zas aĹľ tolik nezáleĹľĂ, zmiĹuji to pouze proto, Ĺľe se pĹŻvodnĂ autor W1SL zcela evidentnÄ› shlĂ©dl v mechanickĂ©m provedenĂ sond nejoblĂbenÄ›jšĂho reflektometru všech dob Bird - 43 a snaĹľil se jej levnÄ› napodobit. ZapojenĂ detekÄŤnĂch sond je na obr.13\. Fitinky je nejlĂ©pe pájet pomocĂ menšĂho plynovĂ©ho hořáku nebo na sporáku. + +[](http://www.ok1kvk.cz/upload/ok1wpn/clanky/reflektometry/12b.png) + +**PĹ™Ăklad 4: PopulárnĂ reflektometr Bird - 43.** + +Tento reflektometr doprovázĂ celĂ© generace radioamatĂ©rĹŻ i profesionálĹŻ od r.1950 a dodnes se vyrábĂ, ĂşdajnÄ› i v ÄŚĂnÄ›. PrĹŻchozĂ hlavnĂ vedenĂ, velmi preciznÄ› a robustnÄ› provedenĂ©, je umĂstÄ›no v jednotnĂ© skĹ™ĂĹce s měřidlem, na jehoĹľ stupnici jsou vyznaÄŤeny zpravidla 3 rozsahy vĂ˝konu 25, 50 a 100, s kvadratickĂ˝m prĹŻbÄ›hem ve Wattech. To u základnĂ varianty. DetekÄŤnĂ hlavice, v bastlĂĹ™skĂ©m Ĺľargonu nazĂ˝vanĂ© tĂ©Ĺľ špunty nebo soudky, se vyrábĂ v bohatĂ©m sortimentu pro nejrĹŻznÄ›jšà vĂ˝kony a kmitoÄŤtovĂ© rozsahy, dokonce i pro KV. SmÄ›r postupujĂcĂho nebo odraĹľenĂ©ho vĂ˝konu oznaÄŤuje šipka na ÄŤele špuntu. ProtoĹľe cejchovánĂ stupnice je pĹ™edem danĂ©, musĂ jednotlivĂ© špunty svĂ˝mi mechanickĂ˝mi rozmÄ›ry, vzdálenostĂ smyÄŤky od hlavnĂho vedenĂ a jejĂm provedenĂm vÄŤetnÄ› hodnot součástek a nezbytnĂ© kompenzace odpovĂdat dekadickĂ˝m násobkĹŻm 3 základnĂch stupnic. To vyĹľaduje znaÄŤnou pĹ™esnost a nezbytnĂ˝ podĂl ruÄŤnĂ práce pĹ™i dojustovánĂ, proto jsou i špunty relativnÄ› drahĂ©. OstatnÄ› staÄŤĂ napsat do Googlu Bird-43 a uvidĂte sami. Velice zajĂmavĂ© je i vnitĹ™nĂ provedenà špuntu. Pokud opatrnÄ› sundáme bĂlou teflonovou krytku napĹ™. u špuntu 50 W (pro rozsah 100 aĹľ 250 MHz), uvidĂme vnitĹ™nĂ provedenĂ smyÄŤky silnÄ› pĹ™ipomĂnajĂcĂ detekÄŤnĂ sondu na obr. 12\. Ano, i zde je smyÄŤka provedena z plochĂ©ho pásku. TĂm se stejnÄ› jako u výše uvedenĂ˝ch konstrukcĂ sniĹľuje velikost zakonÄŤovacĂho odporu smyÄŤky a do jistĂ© mĂry vzroste i jejà širokopásmovost. Stupnice Birdu jsou nelineárnĂ kvadratickĂ©, stupnice pĹ™Ămo udávajĂcĂ SWR chybĂ. SWR se proto poÄŤĂtá podle vztahu + + + +U pĹŻvodnĂch BirdĹŻ je tento pĹ™epoÄŤet udáván v pĹ™iloĹľenĂ˝ch grafech v manuálu, kterĂ˝ je i dnes moĹľno stáhnout na internetu. Záležà samozĹ™ejmÄ› na tom, do jakĂ© mĂry pĹ™esnost SWR opravdu vyĹľadujeme, nebo zda pouĹľĂváme pĹ™Ăstroj pouze pro indikaci. Pro stupnice měřenĂ vĂ˝konu udává vĂ˝robce opravdu pozoruhodnou pĹ™esnost +/- 5%, pro běžná měřenĂ naprosto dostaÄŤujĂcĂ. SamozĹ™ejmÄ› nynĂ jiĹľ existujĂ daleko modernÄ›jšà pĹ™Ăstroje, ty jsou však pro amatĂ©ry opravdu cenovÄ› nedostupnĂ©. Proto sláva modelu Bird - 43! + +**PĹ™Ăklad 5: OdboÄŤnice Kathrein** + +Tyto odboÄŤnice ze starĂ˝ch základnovĂ˝ch stanic GSM bĂ˝vajĂ k sehnánĂ na radioamatĂ©rskĂ˝ch setkánĂch. Jsou to vlastnÄ› hotovĂ© reflektometry s dopĹ™ednou i zpÄ›tnou vazebnĂ smyÄŤkou, konektory 7/16 palce, mechanicky provedenĂ© s péčà švĂ˝carskĂ©ho hodináře. Pro montáž na vĂ˝stup PA jsou ideálnĂ. ZakonÄŤovacĂ odpory smyÄŤek jsou jakĂ©si miniaturnĂ "pilulky" s pĹ™esnou hodnotou opravdu 50 ohmĹŻ a vskutku bezindukÄŤnĂ, ale pozor na jejich zatĂĹľitelnost pĹ™i vyššĂch vĂ˝konech. VĂce o tom na [stránkách Vládi OK1VPZ](http://www.ok2kkw.com/qro_cz.htm). I zde pozor na závÄ›rnĂ© napÄ›tĂ pouĹľitĂ˝ch detekÄŤnĂch diod, ale to platĂ obecnÄ›. + +**CejchovánĂ.** + +O provedenĂ stupnic bylo Ĺ™eÄŤeno vše podstatnĂ© od OK1AYY v [6]. Zcela logickĂ© je, Ĺľe stupnice pro postupujĂcĂ vĂ˝kon majĂ mĂt kvadratickĂ˝ prĹŻbÄ›h. Hodnota násobkĹŻ 10 by mÄ›la leĹľet ve 2/3 aĹľ 3/4 dĂ©lky stupnice kvĹŻli pĹ™esnÄ›jšĂmu odeÄŤĂtánĂ. U VKV reflektometrĹŻ se nelze vyhnout pĹ™epĂnánĂ pro jednotlivá pásma, ani pĹ™epĂnánĂ rozsahĹŻ. PouĹľitĂ logaritmickĂ˝ch indikátorĹŻ ze starĂ˝ch magnetofonĹŻ nebo ocejchovanĂ©ho logaritmickĂ©ho potenciometru viz [6] je tĂ©Ĺľ vhodnĂ©. Pro vytvářenĂ stupnic poĹľadovanĂ©ho prĹŻbÄ›hu existuje na netu vynikajĂcĂ program [Galva](http://f1frv.free.fr/telechargement/Galva_185-3L.zip), bohuĹľel s nĂm ještÄ› moc neumĂm. Co se týče stupnic SWR, doporuÄŤuji spokojit se s klasikou a ÄŤĂslem 3 uprostĹ™ed stupnice pĹ™i vÄ›domĂ urÄŤitĂ© nepĹ™esnosti, stejnÄ› vÄ›tšinou potĹ™ebujeme pouze indikovat SWR pĹ™i dolaÄŹovánĂ transmatche na KV nebo sledovat narĹŻstajĂcĂ námrazu na VKV antĂ©nÄ›, pĹ™ĂpadnÄ› to, zda ji nÄ›kdo neukradl. + +Tabulka: + +| Měřidlo | 0 | 0,2 | 0,333 | 0,5 | 0,6 | 0,666 | 0,75 | 0,818 | 1 | +| SWR | 1 | 1,6 | 2 | 3 | 4 | 5 | 7 | 10 | nekon. | + +**ZávÄ›r** + +Tato část je vÄ›nována VKV reflektometrĹŻm a je zaměřena nikoli vĂ˝luÄŤnÄ› na konstrukce, ale na urÄŤitĂ© dosud málo zdĹŻrazĹovanĂ© detaily. V dalšà části o KV reflektometrech hodlám postupovat obdobnÄ›, protoĹľe vše uĹľ bylo vynalezeno, ale ne vše Ĺ™eÄŤeno. + +Petr, OK1WPN + +**Seznam literatury** + +[1] Jessop G.R. , G6JP: VHF - UHF Manual. RSGB, 4.vydánĂ London 1983. + +[2] Macoun J. : ProÄŤ a jak měřĂme ÄŚSV (PSV), Praktická elektronika, A Radio 1997. + +[3] BĂlek J.: PSV metr pro pásma 144 - 1296 MHz, RadioamatĂ©r 2/2007. + +[4] Rothammel K.: Antennenbuch, 10.pĹ™epracovanĂ© vydánĂ, Militaerverlag Berlin 1984. + +[5] ÄŚeskĂ˝, M.: PĹ™Ăjem rozhlasu a televize, SNTL, Praha 1981. + +[6] Erben, Jaroslav ing.: AmatĂ©rskĂ© konstrukce kmitoÄŤtovÄ› nezávislĂ˝ch SWR/PWR metrĹŻ pro KV, RadioamatĂ©r 3, 4 / 2002. + +[7] Daneš J.: AmatĂ©rská radiotechnika a elektronika, dĂl 2, str. 74\. Reflektometr pro 145 a 433 MHz. \ No newline at end of file