اتصال کوتاه

.

.    

وارسی و اندازه گیری بالون ها

در ادامه ی این مجموعه با مطالب زیر آشنا می شویم:

• چه عواملی مورد وارسی و اندازه گیری قرار خواهند گرفت؟
• اثر مسدودکنندگی پیچش و هسته،
• اثر جداسازی و عایق کنندگی،
• کاهش دادن امواج برگشتی – SWR،
• اثر تقارنی،
• شکل ها و ساختارها در عمل،
• مطالب مرتبط و لینک های مفید،

.

وارسی و امتحان میزان تاثیر یک بالون

طرح مساله:

• آیا بالون در برابر جریان های متقارن مانند یک درگاه ارتباطی با افت کم میان ورودی و خروجی عمل می کند؟ (آیا بالون اجازه می دهد که جریان های متقارن بدون مانع عبور کنند؟)
• آیا بالون جریان (بالون مسدودکننده ی جریان های نامتقارن) برای این جریان ها حکم یک جداکننده و عایق ساز بین ورودی و خروجی را دارد؟ (جریان های نامتقارن تضعیف می شوند)
• آیا در بالون های ولتاژ، جریان های نامتقارنِ متساوی، در گذر از ورودی به خروجی تضعیف می شوند؟ (این جریان ها را به زمین هدایت می کنند؟)

.

تاثیرگذاری یک بالون چگونه امتحان می شود؟

• در بالون های جریان (مسدودکننده) دو اتصال ورودی و دو اتصال خروجی به هم بسته می شوند و در این حال مقدار سیگنالی را که به خروجی می رسد، اندازه می گیرند.
• در بالون های جریان، بالون را با دو جریان مساوی نسبت به زمین تغذیه می کنند و همزمان مقدار سیگنالی را که به خروجی می رسد، اندازه گیری می کنند.
• برای آزمایش اثر متقارن سازی بالون، آن را با خروجی یک سیگنال ژنراتور RF تغذیه می کنند و با مقاومت یک بار مصنوعی نامتقارن می سازند. حال با اسکوپ اثر متقارن کنندگی بالون را امتحان می کنند.
• برای اندازه گیری موج برگشتی (SWR)، بالون را با خروجی یک سیگنال ژنراتور RF تغذیه می کنند و تحت این شرط که خروجی بالون به یک بار صحیح داده شده است، برگشت موج به ورودی را اندازه می گیرند.

.

وارسی اثر مسدودکنندگیِ یک هسته

جریان های نامتقارن دارای مقدارها و جهت های مساوی هستند.برای امتحان مسدودکنندگی کافیست که روی هسته به سادگی چند دور سیم پیچیده شود. برای امتحان میزان تاثیر مسدودکنندگی هسته ابداً لزومی ندارد که تمام هسته زیر پیچش پرزحمتی از سیم خاصی قرار گیرد. خیلی ساده، در حدود 10 دور پیچش با سیم تلفنی بس خواهد بود.

.

.

بحث نتایج اندازه گیری

این سیم پیچ مسدودکننده (یا بالون) زیر مسیر جریان بین یک منبع 50 اهمی و یک بار 50 اهمی قرار داده می شود. منحنی، میزان تضعیف را در مقیاس لگاریتمی بر حسب دسی بل (محور Y) بر حسب فرکانس (محور X) نشان می دهد. همان طور که دیده می شود، تضعیف ناشی از پیچش، به ویژه در جایی خوب است که منحنی نزولی می شود. نتایج بهتر از dB20- مطلوب می باشند.

.

.

هر گاه از خط dB10- به سمت پایین گذر شود، به معنی یک مقاومت القایی در حدود بیش از 220 اهم خواهد بود.

هر گاه از خط dB20- به سمت پایین گذر شود، به معنی یک مقاومت القایی در حدود بیش از 1000 اهم خواهد بود.

هر گاه از خط dB30- به سمت پایین گذر شود، به معنی یک مقاومت القایی در حدود بیش از 3000 اهم خواهد بود.

هر گاه از خط dB40- به سمت پایین گذر شود، به معنی یک مقاومت القایی در حدود بیش از 10 کیلواهم خواهد بود.

منشاء این ارقام و مثال محاسباتی در پیوست ارایه می شود.

.

امتحان بالون: اثر جداکنندگی، تضعیف جریان های نامتقارن

یک چشمه ی جریان نامتقارن و یک بار متقارن با تعدادی مقاومت شبیه سازی می شود.

.

.

این شبیه سازی با مقاومت یک تضعیف اضافی را در نتایج اندازه گیری به همراه می آورد. به این دلیل، باید مقدار سنجیده شده برای تضعیف نامتقارن (بر حسب -dB) با افزودن مقادیر جبرانی به صورت زیر تعدیل و اصلاح گردد:

.

.

ترتیب اندازه گیری وضعیت عدم تقارن

برای امتحان آنتنی که نسبت به زمین نامتقارن (نامتوازن) باشد، آن را با دو مقاومتِ میان سر وسط و دو سر انتهایی یک پتانسیومتر شبیه سازی می کنند. سر لغزنده ی پتانسیومتر به زمین (گراند) اتصال داده می شود. بر حسب موقعیت قرار گیریِ سر لغزنده ی پتانیسومتر، دو امپدانس غیر یکسان (بار نامتقارن) نسبت به زمین شبیه سازی می شود.

.

.

در صورت نامتعادل بودن بار نسبت به زمین (R₁ ≠ R₂)، بخشی از جریان (I₃) مسیری را از طریق زمین در پیش می گیرد و به ژنراتور بازمی گردد. در این صورت است که جریان های روی خط انتقال دیگر یک اندازه و متعادل نخواهند بود. اگر این خط انتقال یک کابل هم محور (کواکسیال) باشد، این «جریانِ عدم تعادل» روی دیواره ی بیرونی زرهِ کابل (شیلد) روان می شود.

.

امتحان بالون: اثر متقارن کنندگی جریان

در یک «بار» که نسبت به زمین متوازن باشد (سرلغزنده ی پتانسیومتر درست در وسط، R₁=R₂) مقادیر U₁ و U₂ هم اندازه و مختلف الجهت هستند. در سر وسط پتانسیومتر (نقطه ی مشترک دو مقاومت) ولتاژ نسبت به زمین صفر بوده و هیچ جریانی در مسیر زمین جریان نخواهد داشت.

.

.

در بارهای نامتقارن (سرلغزنده ی پتانسیومتر خارج از وسط، R1≠R2)، در خروجی بالون نسبت ولتاژهای U1 و U2 به واسطه ی مقدار اهمی این دو مقاومت به نحوی تغییر خواهند کرد که جریان گذرنده از بالون متقارن (I1=I2) باقی بماند. به وسیله ی اثر ترانسفورماتوریِ بالون که یک اثر جبرانی است، تقارن جریانی اجبارا برقرار شده و جمع ولتاژ روی سر مشترک مقاومت ها نسبت به زمین صفر می شود. چون ولتاژ در این نقطه صفر است، هیچ جریانی در مسیر زمین برقرار نخواهد شد (I=U/R).

.

بالون ولتاژ 1:4

شمای الکتریکی و ساختار عملی بالون ولتاژ 4:1 برای یادآوری در زیر آورده شده است.

.

.

ترتیب مداربندی برای آزمایش تقارن به صورت زیر است:

.

.

در مداربندی زیر، هدف از آزمایش، تعیین «نسبت امواج ایستاده» یا SWR است.

.

.

آزمایش اثر متقارن کنندگی در بالون های ولتاژ 1:4

شمای الکتریکی، مداربندی اجرایی و نمونه ای از چگونگی نتیجه ی آزمایش بر پرده ی نمایش دستگاه تحلیل گر شبکه در تصویر زیر دیده می شود.

.

.

آزمایش اثر متقارن کنندگی جریان در بالون هایبرید1:4

چگونگی انجام این آزمایش در تصویر زیر آمده است. در اینجا هم از یک پتانسیومتر 200 اهمی به عنوان «بار مصنوعی» استفاده شده است.

.

.

در تصویر زیر همان آزمایش برای بالون هایبریدی اجرا شده که ترتیب قرارگیری اجزای آن (بالون ولتاژ و بالون جریان) برعکس مدار بالا است.

.

.

آزمایش «نسبت امواج ایستاده» (SWR) در بالون ها

خوب نبودن مشخصه ی SWR در یک بالون در بیشتر موارد معلول خطاهای ساختمانی و اجرایی آن است. معمول ترین این خطاها عبارتند از:

مقاومت موجی خط انتقال صحیح نیست:

.

.

• خیلی دراز بودن سیم های اتصال،
• نامناسب بودنِ امپدانس پیچش،
• نامناسب بودن روش پیچیدن پیچش های بالون.

.

دو روش برای اندازه گیری SWR

در تصویر زیر دو روش برای اندازه گیری SWR یک بالون ارایه شده است. یک روش با به کار گیری یک دستگاه «تحلیل گر شبکه» و یک «پل اندازه گیر SWR» یا همان «VSWR سنج» است. در روش دوم این کار به وسیله ی یک دستگاه «تحلیل گر موج ایستاده» انجام گرفته است.

.

.

آزمایش ضریب تضعیف بالون

تعیین میزان تضعیف سیگنال در یک بالون با روش زیر میسّر است.

.

.

بخش آخر این مقاله، «پیوست ها»، را به زودی در همین وبگاه بخوانید.

.

.

مطالب مرتبط:

بـالـون: شناخت، ساخت، سنجش -6

بـالـون: شناخت، ساخت، سنجش -5

بـالـون: شناخت، ساخت، سنجش -4

بـالـون: شناخت، ساخت، سنجش -3

بـالـون: شناخت، ساخت، سنجش -2

بـالـون: شناخت، ساخت، سنجش -1

.

.

.