اتصال کوتاه

.

.

خطوط انتقال فرکانس بالا و از جمله کابل های کواکسیال برای انتقال انرژی فرکانس بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند. در فرستنده‌ها این کابل‌ها توان رادیویی را از دستگاه فرستنده به آنتن منتقل می‌کنند تا از آنجا به صورت میدان الکترومغناتیسی در محیط انتشار پیدا کند. اگر «مقاومت ظاهری» یا «امپدانس» خروجی دستگاه فرستنده و کابل و آنتن با هم برابر نباشند، مقداری از توانی که باید به آنتن برسد، در داخل کابل تلف می‌شود و یا بجای انتشار از آنتن به فرستنده برمی‌گردد و باعث اختلال در کیفیت عملکرد آن می‌شود. همچنین، در گیرنده‌ها نیز باید امپدانس کابل میان آنتن و گیرنده با امپدانس آن‌ها یکسان باشد، چرا که در غیر این صورت، علایم ضعیفی که توسط آنتن دریافت شده اند، در طول مسیر کابل دچار اتلاف می‌گردند و با دامنه‌ی کم‌تر و ضعیف‌تری به گیرنده خواهد رسید که باعث کاهش کیفیت دریافت رادیویی می‌شود. به این علت، دانستن مقدار امپدانس خطوط انتقال فرکانس بالا مانند کابل‌های هم‌محور یا کواکسیال در کارهای رادیوآماتوری و مخابراتی اهمیت زیادی دارد.

.

.

معمولاً همه‌ی ما در خانه و در محل کار خود به کابل‌هایی برخورد می‌کنیم که در گذشته خریداری شده‌اند و به دلایل مختلف هیچ مشخصات فنی قابل استفاده‌ای روی آن‌ها نوشته نشده و اطلاعاتی در مورد آن‌ها نداریم. مثلاً نمی‌دانیم که امپدانس آن‌ها چند اهم است و برای چه کاربردی مناسب هستند. یا برای انجام پروژه‌ای باید کابل کواکسیالی با مشخصات معین خریداری کنیم، اما کابلی که در بازار به ما پیشنهاد می‌شود، مشخصات فنی بر روی آن درج نشده است و ما به رسم گذشتگان که می‌گفتند: «مُشک آن است که خود بوید، نه آن که عطّار گوید»، باید بتوانیم هنگام خرید کابل کیفیت و مرغوبیت آن را بسنجیم و اطمینان پیدا کنیم که کابل پیشنهادی واقعاً دارای مشخصات مورد نظر ما هست.

.

روش اندازه‌گیری امپدانس کابل

در این‌جا یک روش تقریبی و ساده‌ی اندازه‌گیری امپدانس کابل  توضیح داده می‌شود که خیلی سریع ما را به نتیجه می‌رساند.

.

وسایل مورد نیاز

• سیم چین یا کاتر،
• یک دستگاه «سلف‌سنج-خازن‌سنج» یا «LC- متر» ساده.

وظیفه‌ی دستگاه‌های LC- متر اندازه‌گیری مقدار ظرفیت خازنی (C) و مقدار خودالقایی یا اندوکتانس (L) است. در گذشته این دستگاه‌ها بسیار گران‌قیمت بودند، اما این روزها به لطف فن‌آوری «میکروکنترلر» هر دوستدار الکترونیک می‌تواند با صرف هزینه‌ی قابل قبولی یک دستگاه LC- متر در اختیار داشته باشد.

.

.

چنین دستگاهی را با کیفیت بسیار خوب می‌توان از اینجا و یا اینجا به صورت کیت تهیه کرد. یادآور می‌شوم که این کیت‌ها توسط دوستان رادیوآماتور، آقایان علیپور (EP3DL) و قنبری (EP3AG) تولید و عرضه می‌شوند.

.

فرآیند اندازه‌گیری

روش کار بسیار ساده است و در چند گام  به نتیجه می‌رسد.

• با سیم چین یا کاتر یک تکه از کابل ناشناس را قطع کرده و دو انتهای آن را به طول تقریبی 2 سانتی‌متر لخت می‌کنیم. انداز‌ه‌ی کابل خیلی مهم نیست ولی با توجه به دقت اندازه‌گیری دستگاه ما، قطعه کابلی به درازی 30 تا 50 سانتی‌متر مناسب خواهد بود.

.

.

•  دستگاه LC- متر را روی حالت اندازه‌گیری ظرفیت خازنی قرار می‌دهیم و نمایشگر ال.سی.دی. آن را صفر می‌کنیم و ظرفیت خازنی بین مغزی و شیلد را، با وصل کردن یک انتهای کابل به دستگاه، اندازه می‌گیریم و عدد نقش بسته بر روی نمایشگر دستگاه را بر حسب پیکوفاراد یادداشت می‌کنیم. هنگام این اندازه‌گیری دو سر لخت شده‌ی سمت دیگر کابل نباید به یکدیگر اتصال داشته باشند.

.

.

.

•  سپس دستگاه را روی حالت اندازه‌گیری «سلف» (خودالقایی، اندوکتانس) قرار می‌دهیم و نمایشگر دستگاه را صفر می‌کنیم. در یک انتهای کابل، شیلد و مغزی را به هم متصل می‌کنیم. و سرهای شیلد و مغزی سمت دیگر کابل را به دستگاه می‌بندیم و مقدار  اندازه‌گیری شده را می‌خوانیم و آن را بر حسب میکروهانری یادداشت می‌کنیم.

.

.

• سپس با استفاده از فرمول:

.

.

مقدار امپدانس را به دست می‌آوریم.

نکته بسیار مهمی که نباید فراموش کرد این است که در فرمول بالا حتما باید ضرایب واحد‌های مقادیر سلف و خازن یکسان باشند. به عبارت دیگر، حتما هر دو، مثلاً بر حسب پیکوفاراد و پیکوهانری، یا میکروفاراد و میکروهانری و یا نانوفاراد و نانوهانری باشند. کسانی که با ریاضی میانه‌ی خوبی ندارند، می‌توانند فقط عدد ظرفیت سلفی L را که بر حسب میکروهانری یادداشت کرده‌اند در عدد یک میلیون ضرب کنند تا هر دو عددِ به دست آمده برای سلف و خازن بر حسب «پیکو» بشوند. سپس این دو عدد را بر هم تقسیم کرده و از حاصل تقسیم جذر بگیرند. مقدار به دست آمده بعد از جذر گرفتن، برابر است با امپدانس کابل نامعلوم.

.

.

در این روش با در نظر گرفتن خطای اندازه‌گیری در خودِ وسیله‌ی اندازه‌گیری، می‌توان امپدانس کابل را با دقت بهتر (کم‌تر) از 2 اهم معیّن کرد.

برای هر چه روشن‌تر شدن فرآیند محاسبه، مثالی را به شرح زیر می‌آوریم.

.

یک مثال محاسباتی

در اندازه‌گیری یک کابل ناشناس به ترتیب گفته شده در بالا، ظرفیت خازنی برابر با 37/2 پیکو فاراد و ظرفیت سلفی برابر با 0/1 میکروهانری خوانده شد. امپدانس کابل را حساب کنید.

.

.

.

منبع:

این نوشتار برگرفته از یک کلیپ آموزشی از یک رادیو آماتور خارجی است. کلیپ را می‌توانید در اینجا ببینید:

.

.

این کلیپ آموزشی را دوست عزیز رادیوآماتور، آقای محمد عظیمی (EP2LMA)، به من معرفی کرده بودند که از  بابت آن از ایشان تشکر می‌کنم.

.

.

نویسنده: سجاد گلچین پور

.

.

مطالب مرتبط:

مشخصات فنی و استاندارد کابل های هم محور (کواکسیال)

.

.

نشانی‌های سودمند:

فروشگاه جنرال الکترون کیت – مرکز تهیه و فروش قطعات و تجهیزات و کیت‌های رادیویی، اولین مرکز تهیه وتوزیع ملزومات رادیوآماتوری در ایران .
تهران خ جمهوری اسلامی، نرسیده به چهارراه استانبول، پاساژ معتمد، ط همکف، تلفن ۶۶۷۱۴۰۳۵ و ۶۶۷۱۹۴۱۳ و ۰۹۱۲۰۷۴۴۷۳۶
https://t.me/EQ2DL

.

.

.