Takie podejście może być interesujące dla eksperymentatora systemów antenowych. Moja propozycja gwarantuje nie przekroczenie WFSmax widzianego przez nadajnik, nawet przy zwarciu lub całkowitym rozwarciu wyjścia tłumika. Obliczony tłumik jest tym samym, co spotykany powszechnie w literaturze - różnica polega na sposobie liczenia. Gdyby ktoś chciał obliczyć tłumik PI na zadane tłumienie, odsyłam do wielu kalkulatorów dostępnych w necie.

Na końcu opisu przedstawię program do obliczania opisywanego tłumika.

Podczas eksperymentów z antenami tłumik powinien być włączony pomiędzy nadajnik, a miernik WFS. Wtedy możemy obserwować wskazania miernika WFS, pokazującego rzeczywistą wielkość odzwierciedlającą impedancję wejściową systemu antenowego.

tumikp2.gif

Taki sposób włączenia obliczonego tutaj tłumika pozwala nie przejmować się końcówką mocy nadajnika podczas strojenia anteny.

Obliczanie tłumika

tumikp1.gif

Tłumik PI.

Wzory na poszczególne rezystancje składowe:

tumikp3.gif (1)

tumikp4.gif (2)

WFSmax - maksymalny dopuszczalny współczynnik fali stojącej widziany na wejściu tłumika. Występuje on przy zwarciu lub rozwarciu wyjścia tłumika.

Robc - znamionowa rezystancja obciążenia tłumika (i nadajnika). Tylko ta wartość rezystancji jest przenoszona przez tłumik bez zmian.

Teraz podam maksymalne moce mogące się wydzielić na poszczególnych rezystorach przy najbardziej niekorzystnych warunkach pracy (zwarcie lub rozwarcie wyjścia tłumika) oraz nie zmieniającym się pod wpływem obciążenia napięciu wyjściowym nadajnika, co ma miejsce przy jego rezystancji wewnętrznej Rwewn = 0 Ω. W literaturze przeważnie przyjmuje się wartości tych mocy dla znamionowego obciążenia wyjścia tłumika.

tumikp5.gif (3)

tumikp6.gif (4)

tumikp7.gif (5)

Pnad - moc wyjściowa nadajnika.

Tłumienie tak obliczonego tłumika, zdefiniowane jako Uwy/Uwe przy znamionowym jego obciążeniu, przedstawia się następująco:

tumikp8.gif (6)

Zauważmy, że tłumienie to nie zależy od rezystancji wewnętrznej nadajnika Rwewn.

Przykład obliczenia

Obliczymy teraz tłumik PI, który ma zapewnić nie przekroczenie widzianego przez nadajnik WFSmax = 2. Parametry nadajnika: Pnad = 4 W, Robc = 50 Ω, Rwewn = 0 Ω (wymóg dla powyższych wzorów).

Rezystancje:

Wg. (1): R1 = R3 = 186,6 Ω.

Wg. (2): R2 = 28,87 Ω.

Max moce wydzielane na rezystorach, czyli minimalne moce znamionowe rezystorów:

Wg. (3): PR1max = 1,07 W.

Wg. (4): PR2max = 6,93 W. Moc tego rezystora może być mniejsza, jeśli nie będziemy dopuszczać do zwarcia wyjścia tłumika lub powstawania odpowiednio dużej strzałki prądowej fali stojącej (równoważna sytuacja) - jednak podczas strojenia przypadkowych anten nie możemy tego zakładać.

Wg. (5): PR3max = 0,804 W.

Tłumienie:

Wg. (6): Tlum = 4,77 dB.

Generalnie, im przyjmiemy mniejszy WFSmax widziany przez nadajnik, tym tłumienie tłumika będzie większe. Przypominam, że należy użyć rezystorów bezindukcyjnych.

Program Tłumik Pi

Przedstawiam teraz program Tłumik Pi [308kB], który jest prostym kalkulatorem wyliczającym opisywany tłumik, przy czym uwzględnia on rezystancję wewnętrzną nadajnika Rwewn oraz oblicza potencjalne przeciążenia stopnia mocy. Przy wyliczaniu przeciążeń program nie uwzględnia okna napięciowego i wydajności prądowej nadajnika, tak więc podane w nim wartości przepięć, przetężeń oraz panujące w tych warunkach wszystkie moce, mogą w praktyce okazać się mniejsze. Wartość Rwewn nie wpływa na wielkość tłumienia.

tlumik_pi_ekran.PNG

Przeanalizujmy powyższe okno pracy programu.

Dane

WFSmax = 2.1: Zakładam, że taki WFS wytrzyma mój nadajnik.
Robc = 50 Ω, Pnad = 100 W: Parametry nadajnika.
Rwewn = 100 Ω: Rezystancja wewnętrzna nadajnika. Akurat tu została zapodana nierealnie duża wartość.

Parametry tłumika

Wartości projektowe rezystorów tłumika, maksymalne moce mogące się wydzielić na rezystorach podczas prób antenowych oraz tłumienie tłumika w dB i Au (wsp. tłumienia napięciowego) i Ap (wsp. tłumienia mocy).

U - I - P

Napięcia, prądy i moce na wejściu tłumika (dotyczy to też wyjścia nadajnika).

Uwe_nom, Iwe_nom: Nominalne napięcie i prąd dla rezystancji obciążenia tłumika równej Robc.

Uwe_przep = 108.7 V: Widzimy, że podczas zabawy z anteną napięcie może podskoczyć o więcej niż 50% (czerwony) wartości Uwe_nom.
Iwe_przet = 1.713 A: Podczas antenowych prób prąd nadajnika może podskoczyć o ponad 20% (żółty) wartości Iwe_nom.

Pwe_rozw = 112.4 W: Moc oddana z nadajnika do tłumika, gdy odłączymy antenę (rozwarcie wyjścia tłumika).
Pwe_zw = 69.9 W: Moc oddana z nadajnika do tłumika, gdy zewrzemy wyjście tłumika. Uwaga: wówczas duża moc wydzieli się na Rwewn nadajnika, ale ten aspekt opisuje Iwe_przet.

© Copyright Krzysztof Kolisz SQ8IJZ 2001