V popisu našeho nového PA jsem zmínil řadu pomocných ovládacích obvodů, které se mimo jiné věnují i ochraně před vysokým PSV (SWR), indikaci nevyváženosti obou polovin PA a v neposlední řadě měření VF výkonu. K tomu jsou v PA potřebné detektory VF napětí. Možná, že se vám bude těchto několik slov někdy hodit při vaší konstrukci:

Především je nutno říci, že zde neuvádím žádný popis sofistikovaných VF detektorů, jako je například ADL5504, ne proto, že by snad nešlo o dokonalé řešení specifických požadavků, ale prostě proto, že jsem takový detektor v našem PA nepotřeboval. Moje řešení je zcela primitivní a tisíckrát zopakované. Důvod, proč zde o něm píšu je proto zcela prozaický. Poznamenal jsem si totiž, co lze od takového detektoru očekávat a když už jsem to psal do počítače, abych mohl vyhodit papír, kde jsem to měl poznamenané, tak jsem si řekl, že to dám na web, protože to možná někomu z vás také přijde vhod.

Detektory v PA jsem dělal po dvojicích. Dvojici detektorů jsem umístil na hliníkový L profil 15x15x1mm o délce cca 5cm. Každý z detektorů je tvořen panelovým konektorem SMA a proužkem oboustranného tišťáku o tlouštce cca 1mm a šířce 14mm, který je přitažen pomocí 4 šroubků M2 příruby SMA konektoru. Aby nezáleželo na délce přívodního kabelu od zdroje signálu (například od směrové odbočnice), měl by mít detektor impedanci, blížící se co nejvíce 50 ohmům. To řeší miniaturní metalizovaný odpor 56Ohmů o povolené ztrátě 400mW a délce tělíska cca 4mm. GME je prodává pod označením MRR56R. Ze středu konektoru je vyveden VF signál přes vazební kondenzátor na detekční Schottky diodu, z níž se uzměrněné stejnosměrné napětí odvádí do operačního zesilovače s vysokou vstupní impedancí přes oddělovací odpor 2k7 (stejného typu jak výše) a blokovací kondenzátor 1nF. Konstrukce samozřejmě musí zachovávat VKV zásady - zvažte každý milimetr délky. Schema je zde:

Detekční dioda je KAS31, a je možné ji nahradit běžnější BAT15, případně jakoukoli jinou obdobnou diodou s kapacitou okolo 0,5pF.

Při měření parametrů detektoru jsem změnil hodnotu C1. Výsledky jsou v tabulce:

 Usměrněné napětí se pochopitelně může mírně lišit podle kapacity detekční diody. Nicméně je zřejmé, že uvedené velice jednoduché uspořádání detektoru je na dvoumetru i 70cm velice dobře použitelné a opravdu nebylo nutno stavět mechanicky komplikované řešení jako například tady. Tato konstrukce detektoru při zmenšené kapacitě C1 dokonce vyhoví ještě na 23cm, což jsem, otevřeně, ani nečekal...

V případě, že potřebujete měřit větší výkony, musí tomu pochopitelně odpovídat zakončovací rezistor a jeho chlazení - ale, je také nezbytné zmenšit kapacitu C1. Protože kondenzátory s kapacitou okolo 0,2pF asi nekoupíte, použijte na jeho místě miniaturní metalizovaný rezistor o hodnotě cca 1MOhm, jehož konstrukce bude mít podobnou malou kapacitu. V každém případě musíme zaručit, že při maximálním VF výkonu nebude usměrněné napětí na detektoru větší, než cca 8V, protože závěrné napětí malých detekčních diod je obvykle do 20V.

Pro reflektometrickou ochranu ovšem takový detektor použít nelze. Protože odražený výkon od nepřizpůsobení v anténě je výrazně menší, než dopředný, usměrněné napětí by bylo pod kolenem Schottkyho diody a de facto by celé měření nemělo žádný smysl, nehledě rovněž na potíže s vyhodnocovacími obvody (například s jejich teplotní stabilitou). Proto je jasné, že VF signál, vracející se ze směrové odbočnice, je nutné zesílit. Řešení bylo zmíněno již tady, v tomto PA jsem použil schema uvedené níže. Mechanické řešení detektoru je podobné, jako výše, pouze vedle konektoru jsem přidal obdélníček z pocínovaného plechu o rozměrech cca 14x20mm s provrtanými dírkami, na který jsem letmo, metodou "vrabčí hnízdo" postavil zapojení detektoru se zesilovačem:

Výsledky měření tohoto detektoru jsou následující:

Výsledky měření dokazují, že detektor se zesilovačem je dobře použitelný pro účely reflektometrické ochrany, i když vstupní útlum odrazu (zejména v pásmu 23cm) je již nedostatečný. Stálo by za to pomocí network analyzátoru zjistit, jaký charakter má chyba vstupní impedance a zkompenzovat ji. Ovšem za předpokladu, že délka kabelu od směrové odbočnice k detektoru se nebude během provozu PA měnit (řečeno jinak: pokud bude směrová odbočnice napevno instalována v PA), případná odchylka se zohlední v nastavení úrovně komparátoru reflektometrické ochrany a nebude to v praxi na škodu.

Zbývá tedy vyřešit vhodnou směrovou odbočnici. Pro náš 70cm PA s plánovaným výkonem 800W byla volba jednoduchá - inkurantní směrová vazba Kathrein z GSM základnových stanic, která byla, nebo snad ještě je k mání na radioamatérských burzách. Protože bez měření není vědění, změřil jsem ji (dokonce nikoli jeden, ale hned 3 kusy, přičemž výsledky byly víceméně stejné):

A nyní trochu počtů k výše uvedeným údajům:

Při dopředném výkonu 800W  (+59dBm) bude na 70cm signál na výstupním konektoru (FWD) směrové odbočnice Kathrein cca +22dBm (160mW) kabelové vedení k detektoru dopředného směru přidá cca 1dB útlumu a tedy na výstupu detektoru můžeme očekávat napětí cca 1,8V. Není to moc, ale při použití obvodů wattmetru se špičkovým detektorem bude přesnost měření výkonu zcela vyhovující. Ostatně stupnici do 1kW pro ručkové měřidlo od GME si pro tento případ můžete stáhnout zde, vytisknout na samolepku a jen nalepit.

Při odraženém výkonu 50W (+47dBm) bude na vazbě výkon cca +10dBm (10mW), což u detektoru s aktivním zesilovačem způsobí pokles napětí z 5 na cca 2V, což je významná změna, kterou můžeme snadno vyhodnotit nějakým komparátorem a vyvolat alarm, případně přímo odstavit PA, aby nedošlo k jeho poškození.

Nic dalšího, co by stálo za zmínku, okolo detektorů nemám. Možná, že bych jen mohl dodat, že na směrové odbočnici Kathrein jsou na vazbách použity konektory MCX , které je možno pro kabel RG174 koupit zde a tamtéž nakoupíte i konektory SMA určené pro tento miniaturní koaxiál. A navíc je kabel RG174 téměř rozměrově shodný (a záměnný) s populárním teflonovým kabelem VBPAM 1,5-50 z Kabla Vrchlabí (nyní NKT), který je ideální pro koaxiální propojky v zařízení...

A na závěr už jen několik, nepříliš kvalitních fotek:

73 de OK1VPZ