Теория и практика измерения КСВ

[Amw]

Vlad UR 4 III
Пожалуйста, где я ошибся?
Как всегда, почти везде.

Тогда напряжения на R1 и R2, пропорциональное величине тока, будет равно 50 ед прямой волны + 25 ед обратной = 75 ед.
НА R1 будет сумма напряжения в линии и тока, умноженного на 50, а на R2 будет их разность!!! Суммируются и вычитаются не амплитуды, а их мгновенные значения. Т.е. вектора напряжения и тока(отмасштабирован ного) в линии складываются и вычитаются ВЕКТОРНО!!! Амплитуды этих напряжений пропорциональны (а если разделить на 2, то равны) напряжениям падающией и отраженной волн ВСЕГДА в любом месте фидера, при любых фазах между суммарными током и напряжением. Эти амплитуды затем и меряются в приборе с использованием диодов.
"Это медицинский (математический) факт"(С) Не надо тратить время на его опровержение - бесполезно, лучше придумайте, как это нагляднее объяснить.

[Vytas]

Пожалуйста, где я ошибся?

Наверно Вам уже ответили. А мне не интересно искать ошибок в Ваших доводах.
Я в это время, чтоб небыло вопросов, на СМ2000 отмакетировал измеритель (swr2.gif). В принципе, для Вас, потому что я это уже давно сделал и забыл и надо было опять спомнить как...

Датчик напряжения V1, V4. Остальные генератора датчики тока, обмотки трансформатора. V3 и V6 сдвинуты по фазе относительно V2 и V5 на 180 град.
В рисунке правее V4 имеет ту же фазу как и V5. Это КСВ=1, что и показывают приборы.
Левее расчитан вариант Z=30+j40 ом (Z'=50 om), КСВ=3. Угол a=arctg(Xs/Rs)=53 град. Соответственно на 53 град сдвинута фаза V1. И приборы показывают КСВ=3. Не так ли?

73 Vytas LY3BG

P.S.Чтоб не подумали чего нибудь плохого, ещё один вариант КСВ=3(swr3.gif), Z=100+j65 om, Z'=119 om, a=33 deg.

[Amw]

Ну вот как всё получается.



Мы знаем, что амплитуды напряжения падающей и отраженной волны постоянны. Их можно изобразить векторами Vp и Vo вращающимися навстречу друг другу. Траекториями их движения являются окружности. Причем падающий ток можно вычислить через падающее напряжение и волновое сопротивление(ВС) линии. То же и с отраженным. Измеряемое в линии напряжение V равно сумме падающего и отраженного напряжения Vp+Vo, а разность равна измеряемому току отмасштабированному на ВС Vi=Vp-Vo.
В рассматриваемой схеме КСВ-метра мы измеряем напряжение V и ток I. Умножив ток на ВС получим Vi. Теперь посмотрим чему равны сумма и разность полученных параметров V и Vi !!!
Они в точности в два раза больше падающего и отраженного напряжений!!! (Точки V+Vi и V-Vi) . Дальше просто, максимальное напряжение в линии Vmax=Vp+Vo, минимальное Vmin= Vp-Vo. КСВ=Vmax/Vmin.

[Vlad UR 4 III]

Vytas
//А мне не интересно искать ошибок в Ваших доводах.//

Ответ принят. Мне тоже не интересно смотреть Ваши схемы.

Amw

Блестяще!!!
Первый раз вижу, чтобы так наглядно и доходчиво.
Осталось убрать с дороги последний булыжник. Суммирования напряжений с делителя и с токового трансформатора происходит на R1 и R2. Они векторной алгебре не научены и правильно выполнят суммирование при совпадении фаз напряжений на одном сопротивлении и противофазности напряжений на другом. А у Вас на картинке между векторами сумм есть некий острый угол.

[Amw]

Vlad UR 4 III
Осталось убрать с дороги последний булыжник. Суммирования напряжений с делителя и с токового трансформатора происходит на R1 и R2. Они векторной алгебре не научены и правильно выполнят суммирование при совпадении фаз напряжений на одном сопротивлении и противофазности напряжений на другом. А у Вас на картинке между векторами сумм есть некий острый угол.
Нет никакого булыжника. На сопротивлениях, (на каждом, независимо) суммируются два синусоидальных напряжения с одинаковой частотой и разными фазами и амплитудами. Результатом является новая, суммарная синусоида со своими амплитудой и фазой. Именно как нарисовано на векторной диаграмме.
"Они"(R1,R2) векторной алгебре как раз "научены" и правильно выполнят суммирование ВСЕГДА. Может еще нарисовать, как синусоиды суммируются?

[Amw]

На верхнем рисунке осциллограммы в пучности напряжения
(До 100ns смотреть не надо - там переходный процесс)
Синий - напряжение 250v, оно же максимальное в линии.
Желтый - ток, умноженный на 50 (ВС) 50v, равно минимальному напряжению в линии.
Зеленый - их сумма. Падающая волна будет 300v/2=150v
Красный - разность. Отраженная волна будет 200v/2=100v
КСВ= (150+100)/(150-100)=5

На нижнем рисунке всё то же самое, но в точке L/10 (10ns) от пучности напряжения.
Синий - напряжение 203,6v
Желтый - ток, умноженный на 50 (ВС) 152,4v
(Сдвиг между ними 18.4ns)
Зеленый - их сумма. Падающая волна будет 300v/2=150v
Красный - разность. Отраженная волна будет 200v/2=100v
(Сдвиг между ними ровно 20ns)
КСВ= (150+100)/(150-100)=5

[Vlad UR 4 III]

Ещё раз поздравляю с лучшим объяснением работы этой конструкции!
73!

[Amw]

Vlad UR 4 III
поздравляю с лучшим объяснением работы этой конструкции!
Не только этой. Похоже практически все КСВ-метры так работают. Меня сначала сбил с толку UT1MA (с подачи ur0gt) со своими графиками амплитуд. Показалось, что все операции происходят с амплитудами, или с действующими значениями измерянных тока и напряжения. Из рассуждений в его статье это прямо следует.

Вот этот КСВ-метр на направленных ответвителях
http://cityradio.narod.ru/tuning/napr_otv.html
абсолютно точно на таком же принципе работает.

И Ваша проволочка под оплеткой... ТОЖЕ.

А вот мостовые схемы только баланс точно показывают, КСВ=1, а остальные значения КСВ - приближенно, т.к. "делить не умеют".
Зато там "щелкать" не надо.

[Vlad UR 4 III]

Я полагаю, что «проволочка» всё-таки работает с энергиями, а не с напряжениями или сопротивлениями.
Касательно мостовой схемы интуитивно я согласен с Вами, но с позиций уравнений 15-ой степени с ссылкой на RU3AX – «Напряжение "разбаланса" пропорционально (в откалиброванном варианте - в точности равно) модулю коэффициента отражения, который однозначно связан с КСВ.» - надо подумать.

[YuraSanych]

Amw

Ну так, что, скоро всё-таки дойдем до Диаграммы Смитта?
В КСВ-метре с использованием трансформаторов тока происходит как Вы сообщаете, потому что складываются и вычитаются напряжения, точнее напряжение выделенное емкостной связью с напряжением выделенным токовым трансформатором (т.е. это напряжение пропорционально току). А вот НО работает без трансформаторов тока, как тогда складывать векторы приведенные Вами? Поясните пожайлусто.
Юрик, Ваш знакомый