Menu

8.2. Hangolt tápvonalak csatlakoztatása végfokozatokhoz

A hangolt tápvonalak csatlakoztatása előtt, meg kell állapítani, hogy a tápvonal vége nagy impedanciájú (feszültségmaximum) vagy kis impedanciájú (árammaximum). Áramcsatoláshoz a 8.9.(a) ábra szerinti soros táplálás alkalmazható, míg feszültségcsatoláskor párhuzamos táplálást használunk [8.9.(b) ábra]. Mivel a hangolt tápvonalú antennák szinte kivétel nélkül többsávos üzemben használatosak, célszerű mind járt a 8.9.(c) ábra szerinti univerzális hangolóberendezést alkalmazni; segítségével feszültség- és áramcsatolás is elvégezhető.

 

8.9. ábra. Hangolt tápvonalak csatlakoztatása végfokozatokhoz:

(a) áramcsatolás (soros táplálás); (b) feszültség csatolás (párhuzamos táplálás); (c) univerzális csatolás (áram- és feszültségcsatolás); (d) szimmetrikus Collins-szűrő

 

8.10. ábra. Hangolt tápvonal csatlakoztatása ellenütemű végfokozathoz (a):és egyfázisú végfokozathoz (b)

Kiváló felharmonikus csillapító hatása miatt különösen a Collins-szűrő javasolható. Mivel azonban hangolt tápvonalak általában földszimmetrikus kivitelben készülnek, a  π-szűrőt is szimmetrikusan kell elkészíteni [8.9.(b) ábra]. E hangolórendszerek segítségével az antenna-tápvonal komplexum, mint egység az üzemi frekvenciára hangolható, miként ez a többsávos antennáknál szinte mindig szükséges.

A hangolt tápvonal szimmetrikus, ezért ellen ütemű végfokozatokhoz különösen egyszerűen csatlakoztatható, lévén az is szimmetrikus elrendezésű; ilyen esetet mutat be a 8.10.(a) ábra.

A szimmetrikus tápvonal azonban egyfázisú végfokozatokhoz is jól csatlakoztatható, ha az anódköri hangolókört a 8.10.(b) ábra szerint szimmetrizáljuk; amennyiben a rezgőkör "hidegítésére" szolgáló kondenzátort - és ezzel a nagyfrekvenciás földet - a tekercs középpontjára kötjük, a tekercs két vége "meleggé" és az egész hangolókör föld-szimmetrikussá válik. Az ilyen megoldásoknál ügyelni kell arra, hogy a hangolókondenzátor forgórésze ugyancsak nagyfrekvenciás potenciálon van; ezért ilyenkor célszerűbb kettős forgó kondenzátort alkalmazni, amikor is a két forgó rész együttesen földelhető, míg az állórészek mind egyikét egy-egy tekercsvégződésre kötjük.

Az anódköri és hangolóköri tekercsek közötti induktív csatolást változtathatóra kell elkészíteni. Ennek technikai megvalósítása helyszűke miatt nem oldható meg mindig. Ezért sokkal célszerűbbnek látszik az antennacsatoló egységet a végfokozattól függetlenül, attól távolabb elhelyezni és a két kört hurokcsatoló-vezeték segítségével, összekötni (8.11. ábra).

 

8.11. ábra. Kicsatolás hurokcsatoló vezeték segítségével

ellenütemű végfokozat (a) és egyfázisú végfokozat  esetén (b)

Maga a hurokcsatoló-vezeték készülhet elegendően nagy keresztmetszetű sodort kéterű vezetékből, hálózati zsinórból, tv-szalag kábelből vagy - leginkább - koaxiális kábelből. Mindkét végét csatolótekercs zárja le és hossza nem kritikus. A csatolótekercs nk menetszámát kísérleti úton határozzuk meg, általában három menet szokott lenni. Optimális méretezése az alábbi összefüggés szerint végezhető el:

 

ahol nk a csatolótekercs menetszáma; nt az anódköri tekercs menetszáma; Z1 a hurokcsatoló-vezeték hullámellenállása Ω-ban és ZR anódköri impedancia; sodort kéterű vezetékek és hálózati zsinórok hullámellenállása 80Ω körüli.

A hurokcsatoló-vezeték segítségével az anódkör és a csatolókör közötti csatolás mértéke kényelmesen szabályozható. A hurokcsatoló-vezeték lényegében illesztett tápvonal; hullám-ellenállásának megfelelő impedanciája illeszkedik a hangolóegységhez; ezért hossza nem kritikus és nem is sugároz le energiát. Különösen helytálló a fenti megállapítás, ha a hurokcsatoló-vezeték koaxiális kábelből készült. Az 5.3.2. pontban egy ilyen vegyes táplálásúnak nevezett elrendezést ismertettünk: egy  hangolt tápvonal illesztett tápvonalba megy át, amelyet ezután az épületen belül, gyakorlatilag sugárzásmentes - tetszőlegesen fektetve - vezethetünk az adóig.

Az antennacsatoló egységet az antennabevezetés közelében vagy az épületen kívül jól megközelíthetően helyezhetjük el, és a szükséges villámvédelmi levezetéssel kombinálhatjuk. Az ilyen elrendezés előnyei rendszerint bőven kárpótolnak azért a kis kényelmetlenségért, amit az adótól kisebb-nagyobb távolságban levő hangolóegységnek nagyobb frekvenciaváltoztatáskor esetleg szükségessé váló áthangolása okoz. Minthogy a hangolt tápvonalakon kialakuló állóhullámokat az adószoba (és lakás!) hálózati vezetékrendszerétől távol tudjuk tartani, és az illesztett hurokcsatoló-vezeték kis impedanciájú, az ilyen elrendezések a zavarok keletkezésének lehetőségét nagymértékben csökkentik.

A 8.11. ábra szerinti hangolóegységek behangolásának sorrendje a következő.

a) Az anódkört terhelés nélkül rezonanciára  hozzuk, esetleg csökkentett anódfeszültségnél. Ezt a beállítást a további hangolási műveleteknél változatlanul hagyjuk.

b) Feszültségcsatolásnál a két C1 kondenzátort maximális értékre állítjuk, és a továbbiakban nem változtatjuk. A Cp kondenzátor segítségével a hangolókört kihangoljuk, míg a két A ampermérő maximumot nem mutat. Feszültségcsatolásnál az így mérhető antennaáram nagyon kicsi, ezért elő fordulhat, hogy a feszültségmaximum a CS kondenzátor közelében tartott kis parázsfénylámpa segítségével, sokkal jobban indikálható.

A tekercsek közötti csatolás mértékét, továbbá Cp-t addig változtatjuk, amíg a két árammérő műszeren maximális és egyenlő antennaáramot nem kapunk.

Áramcsatolásnál a CP kondenzátort a legkisebb állásba hozzuk és a további hangolásnál ebben az állásban meg is hagyjuk. Ezután a CS kondenzátorok és a csatolás mértékének változtatásával szintén maximális és mindkét ágban azonos antennaáramra hangolunk. Ügyeljünk a műszerek épségére, mert áramcsatolásnál igen nagy antennaáramok léphetnek fel!

Csak ha tényleg sikerült az optimumot beállítani, kísérelhetjük meg az anódkör óvatos és csekély mértékű utánhangolásával további javulást elérni.

A Collins-szűrő úgyszólván ideális antennahangoló egység, ezért amatőröknél rendkívül népszerű. Sokszor azonban akarva-akaratlanul visszaélnek jó tulajdonságaival és lehetetlen méretű  madzagokat" kísérelnek meg sugárzásra bírni segítségével; ilyenkor persze nem szabad csodálkozni a szinte biztosan jelentkező zavarhatáson.

A 8.1.1.1. alpontban röviden már ismertetett π-szűrőnek számos kedvező tulajdonsága van, ezért még semmilyen más típusú hangolóegység nem tudta kiszorítani. Legfontosabb előnyei az alábbiakban foglalhatók össze.

a) A Collins-szűrővel elméretezett sugárzók és tápvonalak hozhatók rezonanciába.

b) A Collins-szűrővel gyakorlatilag az összes előforduló sugárzó- és tápvonal-impedanciák optimálisan illeszthetők különböző kivitelű adók végfokozatához.

c) A Collins-szűrő rendkívül hatásos aluláteresztő szűrő: csupán az üzemi és annál kisebb frekvenciákat engedi át, vagyis valamennyi üzemi frekvenciánál nagyobb frekvenciájú sugárzást az antennától távol tart. A hatásos felharmonikus csillapítás pedig a zavarok egyik legjobb ellenszere.

Csodákat azonban a Collins-szűrőtől sem lehet várni. Ha az adóberendezés tervezésekor és meg építésekor nem követtünk el mindent annak érdekében, hogy a nemkívánatos felharmonikusok keletkezését és továbbjutását megakadályozzuk, a Collins-szűrőtől sem várható el, hogy ezeket a felharmonikusokat olyan mértékben csillapítsa, hogy azok a napjainkban egyre érzékenyebbé váló és egyre nagyobb teljesítményű antennákkal ellátott tv- és URH-vevőket ne zavarják. A Collins-szűrő csak egy a felharmonikus-elnyomás számos eszköze közül.

 

8.12. ábra. Hangolt tápvonal csatlakoztatása szimmetrikus Collins-szűrővel:

(a) kapacitív kicsatolás; (b) induktív kicsatolás

Hangolt tápvonalas antennák esetében csak a szimmetrikus π-szűrők jöhetnek számításba.  A 8.12. ábrán bemutatjuk, hogyan csatlakoztatható egy szimmetrikus Collins-szűrő ellenütemű végfokozatokhoz. Egyfázisú végfokozatoknál a 8.10.(b) ábra szerinti módon az anódkört szimmetrizáljuk, majd a csatlakoztatást az ellenütemű fokozathoz hasonlóan végezhetjük. Ha az egyfázisú fokozatot nem akarjuk átépíteni, és ennek ellenére szimmetrikus tápvonalhoz ragaszkodunk, akkor a Collins-szűrőt a 8.13. ábra szerinti megoldásban hurokcsatoló-vezeték segítségével induktíve csatoljuk az anódkörhöz. Ilyenkor ügyelni kell arra, hogy az adóoldali LS csatolóhuroknak azt a végét kell földelni, amely az anódkör A "melegvége" felé esik. Az LS hurok és a teljesítmény erősítő tekercse, továbbá az Lc és LK között nagyon szoros csatolást kell beállítani.

Az LS és Lc tekercsek menetszáma valamennyi rövidhullámú sávban 2...3 menet lehet; célszerű továbbá ezeket úgy elkészíteni, hogy helyzetük kissé változtatható legyen: ilyen állítgatással ugyanis a szimmetria sokszor jelentős mértékben javítható. A CE kondenzátor szokásos értéke 2 x 300pF, míg a CA kondenzátoré 2 x 500pF. A forgókondenzátorok kiválasztásakor ügyeljünk a minél kisebb induló kapacitásra (kapacitás-szegény kivitel). Az LA tekercs optimális menetszámát célszerű kísérleti úton és sávonként külön külön meghatározni; kiindulási adatként egy 80m-es sávra méretezett tekercs adatai: tekercs átmérő 50mm, menetszám 30 és a huzalátmérő 3mm; a tekercs ezüstözött vörösréz huzalból készül. További részletesebb adatok és átkapcsolható Collins-szűrők méretezési adatai az amatőr irodalomban találhatók.

 

8.13. ábra. Szimmetrikus Collins-szűrő csatlakoztatása egyfázisú végfokozathoz

A Collins-szűrők hangolását az alábbi sorrendben végezzük.

a) A Collins-szűrőt az anódkörről lekötjük, majd utóbbit az üzemi frekvenciára hangoljuk; ilyenkor célszerű a végerősítőcső anód- és segédrácsfeszültségét csökkenteni. A behangolt anód kört a továbbiakban ne változtassuk.

b) Az antennát a Collins-szűrőre, ezt pedig a végfokozatra kötjük; ilyenkor az anódkör elhangolódik, ezért CE változtatásával ismét rezonanciába hozzuk. A CA ennél a műveletnél hozzávetőleg középállásban van.

c) Ezután a CA kondenzátort apránként fokozatosan változtatjuk és az anódkört minden esetben a CE segítségével utánahangoljuk. Néhány próbálkozás után kideríthető, hogy a CA-t milyen irányban kell változtatni ahhoz, hogy az antennaáram növekedjék. Ily módon hamarosan megtalálhatók a CA és a CE kondenzátorok azon állásai, amelyekhez maximális antennaáram tartozik. Ha az antennaáram mindkét ágban azonos, a hangolási művelet befejezettnek tekinthető.

Új Collins-szűrők első behangolásakor, továbbá új antenna beállításakor a hangolási művelet a, b és c pontja az LA különböző menetszámainál meg ismétlendő annak érdekében, hogy a tekercs optimális induktivitását kísérletileg meghatározzuk.

Ha a behangolás végén a két ágban folyó antennaáram nem egyezik meg, akkor a Collins-szűrő és az anódkör közötti csatolást addig változtatjuk, amíg sikerül azonos műszerkitérést elérni. Ebben a beállításban azután a hangolási művelet b és c pontjait megismételjük.

Szimmetrikus illesztett tápvonalak csatlakoztatása

Tartalom

Összefoglalás