Основываясь на опыте использования микросхем DDS в синтезаторе трансивера, был разработан этот прибор для настройки антенн. Т.к. потребность в таком приборе крайне редка – обычно антенны свои мы сооружаем не чаще раза в год – или в несколько лет. Поэтому отправной точкой при разработке явились надежность, простота управления и минимально возможная стоимость прибора. На сегодня АА предлагается в таком виде, третье фото - комплектность для заказчиков готового АА:

Прибор работает в частотном диапазоне 1-30МГц. Измеряются значения КСВ, активного сопротивления и реактивного сопротивления измеряемой нагрузки.

Управление прибором осуществляется четырьмя кнопками.

Кнопка Шаг - шаг перестройки может быть 1кГц, 10кГц, 100кГц, 1МГц. Нажимаем эту кнопку (входим в меню выбора шага перестройки) – кнопками со стрелками выбираем требуемый шаг перестройки – ещё раз жмём на кнопку «Шаг» - требуемый шаг перестройки выбран и запомнен.

Кнопки со стрелками:

1. Стрелка вправо – > увеличение частоты.
2. Стрелка влево < – уменьшение частоты.

Кнопка Меню - вход в меню проведения градуировки прибора.

Градуировочные резисторы Vi, Vo, V50.

Тумблер ВКЛ – включение прибора. Тумблер ПОДСВЕТКА – включение подсветки ЖКИ.

Измерения можно проводить в линиях с волновым сопротивлением 50Ом, 75Ом, 300Ом, 600Ом. По умолчанию прибор включен на проведение измерений в линиях 50Ом. Потребность в измерении малых значений (единицы Ом) реактивных сопротивлений, в дополнительных не штатных применениях - например, для измерения ёмкостей конденсаторов - обеспечена за счёт наличия простейшей дополнительной калибровки АА. Подробности таких "особенных" применений обсуждаем на страничке форума - нажать левым мышем на стрелку ==>>ФОРУМ

В качестве перестраиваемого генератора DD2 в приборе используется микросхема прямого синтеза DDS AD9835BRU от фирмы Analog Devices. Её выходной сигнал фильтруется фильтром L1,L2,C8,C9,C10,C11,C32 с частотой среза 35МГц. Далее сигнал усиливается достаточно мощным широкополосным транзисторным усилителем на транзисторах VT1,VT4,VT5. Амплитуда сигнала может достигать 2В эфф. Обычное значение на измерителе около 1,5В эфф. Значение в 1,5В выбрано не случайно. Т.к. по «Регламенту радиолюбительской радиосвязи» мы не имеем права излучать более 50мВт без дополнительного лицензирования. А 1,5В на 50Ом нагрузке как раз и не превышают этого ограничения. Схема АА выложена в следующем разделе описания - для "самоделкопаяльщиков".

Сигнал с генератора поступает на измерительный мост VD4,VD5,VD7 на германиевых диодах.

С измерителя имеем три сигнала:

1. Напряжение усилителя Vi с VD4,
2. Падение напряжения на образцовом резисторе V50 с VD5,
3. Напряжение на нагрузке Vo с VD7.

Эти сигналы усиливаются шестью операционными усилителями DA1,DA2,DA3 и подаются на входы АЦП современного микроконтроллера DD1 PIC16F819.

В микроконтроллере зашита программа, которая производит всю математику расчёта и итоговые результаты выводятся на жидкокристаллическом двухстрочном дисплее.

Погрешность измерения прибора возрастает при отклонении измеряемого сопротивления от сопротивления на которое отградуирован прибор. Практические данные – прибор отградуированный на 50Ом линию, при измерении активных сопротивлений до 300Ом погрешность не более 1%, до 500Ом - около 5%, выше 500Ом – достигает 10%. Далее меряет почти до 1кОм с погрешностью до 15-20%.

На дисплей антенного анализатора выводится информация:

• верхняя строчка – Рабочая Частота в кГц, S-КСВ.
• нижняя строчка - R-активное сопротивление и X-реактивное сопротивление.

В качестве дисплея применяется двухстрочный ЖКИ 1602. Возможно применение таких ЖКИ от различных фирм. На схеме LCD1 приведено обозначение ЖКИ китайского производства HY-1602B3.

Для того чтобы определить знак реактивности – следует нажать кнопку перегона частоты – при повышении частоты емкостная составляющая будет уменьшаться, индуктивная увеличиваться. При понижении частоты наоборот.

Так как используется современный микропроцессор с высоким быстродействием, при перегоне частоты все параметры проведения измерения сохраняются. Т.е. можно непосредственно наблюдать изменение измеряемых параметров нагрузки в динамике перестройки по частоте. Т.е. – управление прибором упрощено до минимума.

Питание прибора от любого источника напряжением 12-20В током 250мА. В нём установлены два внутренних стабилизатора на 5В и 10В – посему можно подавать даже не стабилизированное напряжение. При использовании ЖКИ без подсветки прибор потребляет от 12-ти вольтового источника не более 150мА. Если использовать ЖКИ с подсветкой - потребление увеличивается до 200-250мА.

Внутри прибора установлен бокс для 8-ми батареек размера АА

Градуировка.

Берём эквивалент нагрузки – это два обычных МЛТ резистора 0,25Вт по 100Ом каждый, спаянные параллельно, подсоединяем. Смотрим, что показывает экран ЖКИ. При первоначальном включении частота будет 7,050МГц. Входим в режим Меню и градуируем прибор подстроечными резистора Vi,V50,Vo. Для этого выставляем значение Vi=1021-1022, V50=437, Vo=437. Затем снова жмём кнопку Меню – выходим в режим проведения измерений. На дисплее должно быть S=1.00, R=50Om, X=0Om. Для проверки границ частот, в которых будет сохраняться градуировка, гоним частоту вверх-вниз и замечаем с каких частот начинает появляться погрешность в измерении сопротивления 50Ом. Для того, чтобы быстрее прогнать частоты, меняем шаг перестройки частоты - жмём кнопку выбора шага (нижняя К3), затем кнопкой К2 «Вверх» увеличиваем шаг до 100kHz, снова жмём на кнопку К3 выбора шага – тем самым сохраняется выбранный шаг перестройки в 100кГц. Как показывает опыт многократного повторения этого прибора, обычно к 30МГц показания завышаются – показывает 52Ома, т.е. +4% и на 1МГц показания занижает – показывает 48Ом, т.е. -4%. В принципе, такой точности измерений достаточно для радиолюбительской цели. Если требуется провести измерение с меньшей погрешностью – прибор следует градуировать на средней частоте диапазона проведения измерений.

Каким образом перенастроить прибор для измерений в линиях с иным волновым сопротивлением? Для этой цели служат два дополнительных резистора R36, R40. При подсоединении этих резисторов по шинам RB2, RB3 процессора, математика программы будет переключаться на измерение в линиях с волновым сопротивлением как указано в табличке №1.

Таблица №1

Первоначально предполагается, что прибор будет использоваться для проведения измерений в линиях с волновым сопротивлением 50Ом – посему резисторы R40,R36 в плату не запаиваются.

Общее сопротивление резисторов в детекторе R33,R34 должно соответствовать волновому сопротивлению линии, на которую и настраиваем прибор. Т.е. если собираемся работать в линиях с волновым сопротивлением, скажем 300Ом, то общий номинал R33,34 соответственно должен быть 300Ом.