Індикатор напруженості поля

Для налагодження антенно-фідерних трактів любительських радіостанцій необхідний індикатор напруженості високочастотного електричного поля. Запропонований у цій статті прилад відрізняється від зазвичай використовуваних високою чутливістю і широкою смугою робочих частот.

Традиційно індикатор напруженості поля являє собою антену (частіше за все, у вигляді короткого штифта), амплітудний детектор (випрямляч РЧ напруг) і стрілочний вимірювач (як правило, мікроамперметр). Для підвищення чутливості індикатор роблять активним, оснащуючи його підсилювачем РЧ або постійного струму.

У запропонованому індикаторі (рис. 1) відсутній звичайний амплітудний детектор, оскільки його функції виконує мікросхема К174ПС4 — перемножувач сигналів, широко використовуваний радіолюбителями в змішувачах радіоприймачів, конвертерах тощо.

Як же мікросхема працює в нашому випадку? Вхідний сигнал (як правило, синусоїдальний або близький до нього), прийнятий антеною WA1, надходить на два входи мікросхеми — виводи 8 і 11 (два інші — виводи 7, 13 — з'єднують по змінному струму з загальним проводом), і вона здійснює перемноження сигналу "сам на себе". Якщо U_вх=Usinwt, то на виході мікросхеми буде сигнал Uвих=KU²sin²wt, де U — амплітуда вхідного сигналу, w — його кругова частота, К — коефіцієнт передачі мікросхеми. Це вираження можна перетворити; U_вих=KU²sin²wt = KU²/2 - (KU²cos2wt)/2.

Таким чином, у вихідному сигналі мікросхеми присутня постійна складова і змінна складова удвоєної частоти. Постійна складова пропорційна квадрату вхідного напруження, тому показання мікроамперметра РА1, підключеного до виходу мікросхеми, будуть пропорційні потужності сигналу, що випромінюється антеною. Змінну складову легко подавити, встановивши конденсатор С7 достатньої ємності. Діоди VD1, VD2 служать для захисту вхідних ланцюгів мікросхеми від потужних сигналів.

Живиться пристрій від батареї напругою 9 В ("Крона", "Корунд", "Ніка") і споживає струм приблизно 1,5 мА. Працездатність зберігається при зменшенні напруги живлення до 6 В. Максимальний струм через мікроамперметр РА1 обмежений резисторами R1, R2.

В пристрої можна застосувати практично будь-який малогабаритний стрілочний індикатор з током повного відхилення стрілки від 50 до 150 мкА. На частоті 28 МГц чутливість пристрою (мінімальний реєстрований сигнал) становила 2...3 мВ, а залежність показань від вхідного напруження мала квадратичний характер (рис. 2). Завдяки цьому прилад більш чутливий до змін напруженості поля, що дозволяє точніше налаштовувати антенно-фідерні тракт. Так, наприклад, при зміні напруження на вході пристрою в 1,4 рази (3 дБ) показання індикатора збільшуються вдвічі.

Замість вказаної на схемі K174ПC4 допустимо застосувати мікросхеми К174ПС1, К174ПС2. Окрім діодів КД510A, підійдуть КД522Б, КД503Б. Конденсатори — КЛС, КД, К10-17, КМ, резистори - МЛТ, С2-33. Вимикач - будь-який малогабаритний, краще рухомий на два положення.

Більшість деталей розміщують на друкованій платі (рис. 3) з одностороннього фольгованого склотекстоліту. Плату потрібно розмістити ближче до антени всередині металевого корпусу відповідних габаритів. Поряд з платою можна зміцнити джерело живлення. На передній стінці корпусу встановлюють мікроамперметр і вимикач. Антена — телескопічна від малогабаритних транзисторних приймачів. Вона повинна повністю прибиратися в корпус. Змінюючи довжину висувної частини антени, можна в певних межах регулювати чутливість пристрою до напруженості електромагнітного поля.

Налагодження пристрою не вимагає, але якщо буде застосована інша мікросхема, то доведеться підібрати резистори (вони повинні бути однакових номіналів), щоб на виводах мікросхеми було напруження, приблизно рівне половині напруги джерела живлення. При необхідності балансування приладу (нульові показання мікроамперметра РА1 у відсутності сигналу на вході пристрою) можна здійснити підбором резистора R1 або резистора R2.

Порівняно з пасивним індикатором даний пристрій має значно вищу чутливість, що дозволяє налаштовувати антени при меншому рівні потужності, а також виявляти місцезнаходження підслуховуючих пристроїв — "жучків". Частотна характеристика індикатора визначається параметрами застосованої мікросхеми. В авторському варіанті його чутливість на частоті 145 МГц зменшувалася втроє.

При бажанні індикатор можна зробити селективним, встановивши на його вході перестраюваний LC-контур.

Список радіоелементів