Транзисторные РА выдают гораздо больше гармоник, чем ламповые. И часто низкодобротный П-контур на выходе транзисторного РА не справляется с их фильтрацией.
Т-образная цепь согласования
Эта схема (рис.7) получила широкое распространение при работе с несимметричными антеннами. Для нормальной работы этой СУ необходима плавная регулировка индуктивности. Иногда даже половина витка имеет решающее значение для согласования. Это ограничивает использование индуктивности с отводами или требует индивидуального подбора количества витков для конкретной антенны. Необходимо, чтобы емкость С1 и С2 на "землю" была не более 25 пФ, в противном случае возможно снижение КПД на 24...28 МГц. Необходимо, чтобы "холодный" конец катушки L1 был тщательно заземлен. Данная СУ обладает хорошими параметрами: КПД - до 80% при трансформации 75 Ом в 750 Ом, возможность согласования нагрузки от 10 Ом до нескольких килоом. С помощью только одной переменной индуктивности 30 мкГн можно перекрыть весь диапазон от 3,5 до 30 МГц, а подключив параллельно C1, C2 постоянные конденсаторы по 200 пФ, можно работать и на 1,8 МГц.
К сожалению, переменная индуктивность сложна конструктивно!Радиолюбитель из США, N7DDC предложил переключаемую "цифровую индуктивность" (рис.8). Используя такую индуктивность, с помощью переключателей, например реле, можно наглядно выставить нужное её значение, где и стали большой популярностью автоматические КВ-тюнеры N7DDC, по Г-типу согласования!
Катушку конструктивно удобно выполнить как показано на рис.10. Каркас ее представляет собой планку из стеклотекстолита с пропилами под витки катушки. На этой планке установлен (подпаен) галетный переключатель на 18 положений. Печатные отводы от катушки идут к переключателю с одной стороны стеклотекстолитовой планки. При постройки СУ по схеме с Т-образным согласующим устройством в данной катушке один конец провода идёт на массу (корпус СУ) согласно типовой схеме Т-тюнеров. Готовая конструкция катушки для тюнера Г-типа СУ-100Вт, для антенн - длинный провод:
Повышение эффективности работы согласующего устройства
Увеличить эффективность работы передатчика, особенно при использовании случайных антенн, помогает устройство, называемое "искусственная земля". Эффективно это устройство при использовании именно случайных антенн и при плохом радиотехническом заземлении. Это устройство доводит до резонансного состояния систему заземления радиостанции (в простейшем случае - кусок провода). Так как параметры земли входят в параметры антенной системы, улучшение эффективности заземления улучшает работу антенны.
Согласующее устройство следует использовать не чаще, чем оно действительно нужно. Следует выбрать тот тип СУ, который вам необходим. Например нет смысла изготавливать широкополосное устройство для работы в диапазоне 1,8...30 МГц, если реально у вас не строются антенны (КСВ=10). Постройте хорошую антенну!
Но, конечно, если большинство ваших антенн - суррогатные, то здесь необходимо вседиапазонное СУ. Вышеупомянутый Рис.12 относится к устройству "искусственная земля". Это устройство "искусственная земля" – не столько антенный тюнер, сколько дополнительное устройство, позволяющее повысить эффективность антенны или снять лишнее ВЧ-напряжение с корпуса радиостанции или УМ. Если вы используете антенну в условиях, где нету возможности раскинуть полноразмерные противовесы (например – это может быть современный пластиковый балкон или кирпичное основание антенны типа стена), то КПД антенны существенно падает. Повысить КПД антенны можно, настроив в резонанс любой кусок провода произвольной длинны, скинутый наружу балкона или 
разбросанный по полу балкона. Так же это устройство повысит КПД и уберёт (снизит) помехи ТВ простых коротких антенн, так же настроив в резонанс на рабочей частоте любой попавшийся под руки провод. Схемотехника тюнера "искусственная земля" достаточно примитивна, но очень действенна! Взглянув на фото можно в этом легко убедиться. Подключив через разъём заземления провод произвольной длинны, ручками КПЕ и индуктивности настраиваем устройство по индикации максимального протекаемого через прибор тока. Другим возможным вариантом применения прибора является снятие лишнего ВЧ - потенциала с корпуса вашей радиостанции. Возникает излишний ВЧ – потенциал по причине не правильного подключения антенны. В этом случае ВЧ–энергия не вся излучается в пространство, а "затекает" на кабель. Индуктивность катушки 32мкГн с шагом в 2,5-3мм и диаметром провода 2,5мм, 44 витка с отводом от каждого второго витка. Емкость КПЕ 250пик, зазор в зависимости от мощности трансивера или УМ (в фирменных устройствах данного типа в среднем 1мм - 1,7мм). Диаметр (каркаса) катушки - 75мм. Диод - германиевый, типа Д2Е. Стрелочный индикатор 50-100мА.
***
***
Примерная распайка и конструкция катушки по Подгорному:
***
В 60-ые годы, коаксиальный кабель 50Ом и 75Ом был очень дефицитным. Польский радиолюбитель провёл успешные испытания согласующего устройства (СУ) для высокоомной линии передачи (300-600Ом) с антенной типа G5RV и ей подобной. Данное согласующее устройство прекрасно работало у него от 80м - 10м. В те годы, работать в эфире на 160м можно только мощностью не более 5Вт и только начинал этот диапазон развиваться. Данная справа схема этого СУ (статья СУ для антенны типа G5RV на пять диапазонов - 80м, 40м, 20м, 15м и 10м) была опубликована в журнале CQ, в те-же годы. Данные основных катушек (намоточные данные) совпадают с описанием статьи СУ Подгорного (схемой чуть выше). Катушка связи при этом используется всего одна, нежели две как в схеме Подгорного, а ёмкости КПЕ у польского радиолюбителя применены (С1 и С2) по 200пик (видемо, такие конденсаторы подруку попались польскому радиолюбителю). Для данного СУ, идеально подходит КПЕ под №31, у меня на сайте, ёмкостью 300пик с зазором 2,2мм (также, можно изготовить 3мм и 4,7мм в зависимости от мощности УМ) в задвинутом состоянии.
В 80е годы инженеры из германии решили ещё упростить данную схему выше, польского радиолюбителя и разработали СУ без катушки связи, увеличив индуктивность с 32мкГн до 55мкГн, т.е. добавив диапазон 160м, как на картинке слева. Одним словом, ещё упростили изготовление катушки СУ, без катушек связи, СУ с одним переменным КПЕ. Данные СУ выпускались в 80-94 годы в германии под брендом ANNECKE HF-Techn, для мощности передатчиков: 100Вт (100Вт схема выше), 720Вт и 1200Вт (PEP SSB and CW), и только для высокоомных линий (антенн) передачи 300-600Ом. Выпускались они в небольшом серийном производстве и выглядят очень достойно!
Фото данного тюнера (по схеме СУ выше, 100Вт версии):
Если обратить внимание (картинка слава), конденсатор С2 по схеме выше (100Вт версии СУ ANNECKE), данный конденсатор выполнен по той же конструкции что и переменный КПЕ, только постоянной – не меняющей ёмкостью, то есть из несколько пластин с воздушным зазором 3мм. Видимо так решили поступить конструкторы ANNECKE??!!
Фото (ниже) СУ ANNECKE HF-Techn, на мощность 1200Вт, с добавлением к основным (160,80,40,20,15,10м) диапазонам - 30м, 17м и 12м и получается все диапазонный КВ - СУ:
Подобную конструкцию описали радиолюбитеи в СССР, в 80-е годы, Рис-3.14:
***
АНТЕННЫЕ СОГЛАСУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА Г-типа:
Антенные тюнеры Г-типа согласования являются самыми простыми, но, тем не менее, вполне себе работоспособными устройствами. Достоинствами Г-образного построения являются - это конструктивная простота и возможность получения высокой мощности при относительно малых габаритах, его можно изгатовить буквально на коленках (Хи)! А примером промышленного исполнения Г-образного согласующего устройства является малогабаритный антенный тюнер MFJ-16010, отлично подхотит для экспедиций и не только.
По констрцкции, антенный тюнер MFJ-16010 выполнен из: катушка намотана на трёх ферритовых кольцах марки АМИДОН FT-50-61 (содержит 30 витков, с отводом от каждого второга витка, толстым проводом в изоляции), один КПЕ 10-324пик, ВЧ-переключатель на 12 положений, два одинаковых ВЧ-разъёма и корпус СУ. Параметры катушки для 100Вт версии:
На мощность до 1кВт, катушка безкаркасная Д = 50-75мм, диаметр провода, можно обычный сетевой медный провод, но шлифованный (лудчше посеребрен-ный) D=3мм и более. Шаг намотки = 3мм.
КПЕ с зазором 3-5мм и ВЧ-переключатель на соответствующую мощность:
Внешний вид готовой катушки:
По паспортным данным данного тюнера MFJ-16010 - работает на КВ диапазоне от 160м до 10м при предельной мощности 200Вт. MFJ-16010 предусматривает согласование проводника практически любой длины с любым трансивером в диапазоне от 160 до 10 метров. Также, согласующее устройство MFJ-16010 предназначено для согласования одиночного провода случайной длины, а не коаксиальной линии питания, хотя оба разъема (источника и нагрузки) устройства - коаксиальные. Это упрощает обмен точек подключения выхода источника и антенны. Для подключения к антенному тюнеру выходного каскада передатчика необходимо использование стандартного коаксиального кабеля. Если использовать MFJ-16010 для согласования вертикала или мобильного штыря, то тюнер должен находиться максимально близко к точке питания антенны, а не в конце коаксиальной линии ее питания.
Если, входное (Rант) сопротивление антенны не опускается ниже 50Ом, то согласующее устройство Г-образного типа согласования следует подключать, как показано на рисунке ниже (пизиция 1 вкл), поскольку оно работает только в сторону повышения сопротивления. Для того чтобы согласующее устройство понижало сопротивление антенны, Г-тюнер необходимо включить наоборот, т. е. поменять местами вход и выход как показано на рисунке ниже (пизиция 2 вкл):
Немного теории, от радиолюбителя из Нидерландов PA0FRI (www.pa0fri.com):
КАК БЕЗ ПОТЕРЬ МОЩНОСТИ СОГЛАСОВАТЬ ЛЮБЫЕ ДВА ИМПЕДАНСА (ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫХ, ЛИБО КОМПЛЕКСНЫХ), ИСПОЛЬЗУЯ ВСЕГО ДВА РЕАКТИВНЫХ КОМПОНЕНТА, РАСЧЁТ ЭЛЕМЕНТОВ СОГЛАСУЮЩЕЙ LC-ЦЕПИ.
Появление отражений в несогласованных линиях передачи всегда приводит к потерям мощности, причём величина этих потерь тем больше, чем сильнее рассогласована линия.
Поэтому для минимизации отражений сигнала и, как следствие, максимизации передачи мощности в нагрузку при проектировании радиоаппаратуры используют цепи согласования импедансов. Наиболее часто такие цепи используются при согласовании антенны с приёмо-передающими устройствами или двух каскадов усиления мощности, либо при согласовании импеданса фильтра с входными и выходными сопротивлениями связанных с ним каскадов.
Если необходимо осуществить согласование разноимпедансных цепей без существенных потерь, то существует несколько популярных и относительно простых способов осуществить данную задачу:
1. широкополосное трансформаторное согласование,
2. реактивное узкополосное согласование LС-цепью,
3. Узкополосное согласование на линиях (кусках кабелей).
В рамках данной статьи рассмотрим второй вариант – согласование импедансов при помощи простейших LC-цепей, состоящих из одного конденсатора и индуктивности:
Данные схемы справляются с согласованием импедансов, независимо от того, имеют они чисто резистивный (активный) или комплексный (реактивный) характер, однако каждая из отдельно взятых конфигураций имеет ряд ограничений, связанных с соотношением величин сопротивлений источника (Rист+jXист) и нагрузки (Rнагр+jXнагр).
Формулы для расчёта индуктивности и ёмкости согласующей цепи, приведённой на рисунке выше [ а)], выгледят следующим образом:
Где: fср - средняя рабочая частота (МГц);
Rист - активное сопротивление источника (Ом);
jXист - реактивное сопротивление источника (Ом);
Rнагр- активное сопротивление нагрузки (Ом);
jXнагр- реактивное сопротивление нагрузки (Ом);
L1 - индуктивность, (мкГн);
C1 - емкость, (пФ);
Q - добротность, обычно Q=12.
Как видно из формул, работа данной согласующей цепи возможна только при условии Rнагр < rp , однако если схему на рисунке [ 1а)] зеркально развернуть по горизонтали как на рисунке [ 1б)], т. е. поменять местами вход с выходом, то и получится вполне себе работоспособная согласующая цепь, пригодная для работы и с Rнагр > rp.
Выражения для jXL и jXС в приведённых формулах также можно поменять местами, после чего рассчитать элементы схем согласующих цепей, изображённых 
как на рисунке [ 1в)] и рисунке [ 1г)]. Теперь, на основании данных схем и формул можно переходить к инженерному калькулятору, где итогом является это:
Литература(перевод): 1. LeLeivre СM – LC Impedance matching network designer
2. Horowitz and Hill. The Art of Electronics: The x-Chapters
***
УПРОЩЕННЫЙ T-MATCH
Ранее утверждалось, что при оптимальном согласовании один из двух конденсаторов находится на максимуме.
В тюнере с роликовым индуктором это можно использовать, заменив один переменный конденсатор биполярным переключателем и
постоянный конденсатор (картинки справа, ниже). Это экономит дорогой переменный конденсатор...
По экспериментам радиолюбителя из Нидерландов PA0FR, для более высоких частот фиксированный конденсатор (2С) представляет собой почти короткое замыкание, поэтому тюнер будет выглядеть как (изображение справа) LC-тюнер. Это еще больше повышает эффективность системы. На изображении вы можете видеть, что в данном T-match
второй переменный конденсатор был удален и заменен фиксированной ёмкостью, керамическим дисковым конденсатором и переключателем как по схеме справа (1положение 1,9-10мГц и 2положение 14-28мГц).
Т-MATCH КВ-тюнер на мощность до 1кВт, КПЕ (C) с ёмкостью 10-250пик и зазором 3мм. Постоянный конденсатор (2C) высоко-вольтный типа К15-... (дисковый, как на фото справа и ниже) и ёмкостью 220-250пик (экспериментально подобрать).
Автор этого КВ T-match тюнера - радиолюбитель из Нидерландов [pa0fri at com]
---
Также, можно дополнить, что фирма Palstar, которые радиолюбители во всем мире привыкли ожидать их ноу-хау! Теперь производит Г-типа согласования КВ-тюнеры, доступны в компактном, маломощном и доступном по цене тюнере, антенном тюнере AT-500 мощность 600Вт.
Покрывая от 160 до 10 метров с номинальной мощностью до 600Вт (PEP), AT-500 (SSB) оснащен одним конденсатором (КПЕ) и одним прецизионным роликовым индуктором (вариометром) и ферритовым (амидон) балуном 4:1 для балансной линии (типа G5RV).
AT-500 использует только 2 элемента управления для настройки, что обеспечивает максимальную простоту использования в ручном тюнере. Небольшой роликовый индуктор (вариометр) работает на частотах от 160м до 6м. Изготовить его самостоятельно – нет ни каких проблем, а КСВ/Ватт метр можно использовать отдельным устройством!
---
Фото LC-тюнера, тоже по Г-типу согласования фирмы Ten-Tec 2кВт, полная копия КПЕ применяемого в данном СУ Ten-Tec, это КПЕ №14 или №29 у меня на сайте:
***
Как увеличить диапазон работы Т-тюнера (советует радиолюбитель из Нидерландов www.PA0FRI.com) При максимальном значении КПЕ 220пик иногда, из-за укороченных антенн невозможно согласовать диапазон 160м. При подключении, например, 100 пФ (см.рис.) диапазон увеличивается. Лучшим методом является последовательное включение дополнительной индуктивности. Чтобы не занимать слишком много места, это может быть катушка, намотанная на кольцевом сердечнике амидон Т200-2. При 28 витках можно будет получить индуктивность в 10мкГн, при этом, ёмкости КПЕ остаются по 220пик!
Или вот так, по совету радиолюбителя из Нидерландов PA0FRI:
Поскольку не всегда удаётся найти переменную катушку индуктив-ности (именно вариометр), то для увеличения точности при выборе нужной индуктивности, можно использовать два раздельных ВЧ-переключателя, т.е. увеличив отводы от катушки. Всегда распайку Вход и Выход ВЧ в Т-тюнерах и других СУ, подключают к КПЕ и только к статорным пластинам (секциям), а роторные части КПЕ уже дальше по схеме, например в "Т-тюнере к катушке". При этом желательно на оси роторов КПЕ установить (накручивают) изолятор для ручек с учетом проходной мощности в данном СУ, чтобы ручки не щупали ВЧ, ссылка тута...
Поделиться с друзьями: