Калибровка антенного анализатора MFJ-259B

 Оригинал статьи находится на сайте http://www.w8ji.com
 

 Эта процедура фирмы MFJ не содержит закрытых в коммерческих интересах тем. Процедура общедоступна и проста, вот и всё, что можно сказать о ней. Ниже приводится краткое её изложение Вам в помощь.

 Данная информация появилась по той простой причине, что это, пожалуй,   самый правильный способ калибровки антенного анализатора (АА) MFJ-259B. Фирма MFJ, из первых рук, хочет помочь тем, кто, по какой-либо причине, не может вернуть АА для настройки или хочет произвести простую и доступную проверку АА по отредактированной методике самостоятельно.

 

Общие вопросы

 Это семейство анализаторов имеет гальваническую связь  измерительного  моста с антенным портом. Детекторы в мосте не имеют частотной избирательности и детектируют всё, начиная практически от постоянного тока и до СВЧ. Это обстоятельство может помешать, если на антенном порте присутствуют посторонние сигналы, также, в диапазоне от почти постоянного тока до СВЧ. (Это верно и для АА, выпускаемых другими фирмами). Тому, что в системе анализатора имеется гальваническая связь и присутствуют широкополосные детекторы, есть множество причин. Возможно, однажды появится дорогостоящая разработка с селективными (избирательными) детекторами, но к настоящему времени, это - всё (упомянутое семейство АА), что мы имеем в радиолюбительском арсенале.

  Поскольку детектор в АА широкополосен и соединён с антенным портом гальванически (по постоянному току), любое внешнее напряжение, приложенное к антенному порту, будет вносить  ошибки в результаты измерений. При этом, важным является общее (аккумулированное) напряжение множества источников, а не сила (амплитуда) какого-нибудь отдельного сигнала. Исходя из этого, большие антенны следует настраивать тогда, когда в их полосе пропускания нет сильных сигналов, а имеющиеся - слабы (например, при плохом прохождении).

  Определённое улучшение показателей АА по радиопомехам (помехи другим радиоприёмным средствам) во время настройки аппаратуры было бы достигнуто с полосовым фильтром, но многозвенные фильтры создают проблемы при измерениях импеданса. Многозвенные фильтры ведут себя как линии передачи с определёнными значениями импедансов, потерями  и длиной, зависящими от частоты. Лучшим выходом из положения является применение однозвенного полосового фильтра и развязка по постоянному току при работе на больших по площади антеннах или антеннах с длинными фидерными линиями. Я часто использую для измерения, хорошо себя зарекомендовавший изолирующий трансформатор 1 : 1 и нахожу полезным применение параллельного LC- фильтра (подобного фильтру MFJ-731).

  Выявлено, что диоды детектора в АА являются наиболее легко повреждаемыми его компонентами. Если, внезапно прибор откажет, то с большой вероятностью можно сказать, что вышел из строя диод (диоды) в детекторе.

 Чтобы диоды детектировали напряжение с точностью до долей процента, то они должны иметь малую ёмкость и очень низкое пороговое напряжение (прямое напряжение перехода, при котором  диод начинает детектировать). А это означает, что диоды в детекторе, по мере необходимости, должны быть маломощными СВЧ детекторными с нулевым смещением и с барьером Шоттки. Эти же характеристики, что делают диоды точными и линейными, создают и угрозу повреждения диодов даже от сравнительно небольших всплесков напряжения. Всегда разряжайте большие (наружные) антенны перед присоединением их к АА! (Необходимо соединить средний вывод антенного штеккера с его обоймой и вместе, - с заземлением - UA9LAQ). Никогда не подавайте на антенный вход напряжение более 3 В!

 

Как же работает АА?

 В этом разделе кратко рассказано как работает антенный анализатор.

MFJ-259B и другие “цифровые” АА фирмы MFJ сравнивают три основных напряжения на 50-омном измерительном мосте:

 Vz - напряжение на нагрузке. Это напряжение обозначено буквой Z в настроечном меню на дисплее АА.

 Vr  - напряжение, показывающее баланс моста. Это напряжение обозначено буквой R в настроечном меню на дисплее АА.

 Vs  -  напряжение на 50-омном резисторе, включенном между источником РЧ колебаний и нагрузкой. Это напряжение обозначено буквой S в настроечном меню  на дисплее  АА.

 Все напряжения преобразованы с помощью восьми-битного аналого-цифрового преобразователя (АЦП) в 256-битный цифровой выход (с диапазоном 0-255 бит) на цифровой проверочный дисплей. Зная отношения этих напряжений в сравнении с напряжением источника РЧ колебаний (внутреннего генератора АА - UA9LAQ), можно рассчитать многие параметры нагрузки. АА может рассчитывать всё (за исключением знака реактивности) только из измеренных напряжений Vs и Vz, однако, при некоторых значениях, любая, даже небольшая ошибка в измерениях Vs или Vz становится критической. Это особенно заметно, когда напряжение переводится в цифровой 256-битный формат (со ступеньками примерно в 0,4%). При некоторых величинах импедансов, почти незаметное изменение напряжения приводит к значительному скачку значения измеряемого импеданса.

 Чтобы уменьшить скачки импеданса, КСВ  имеет вес в расчёте реактивности и активного сопротивления при малых значениях КСВ. (Мостовой измеритель КСВ имеет наибольшую точность, когда нагрузка = 50 Ом и это - первая зона, когда измерения импеданса через Vz  и  Vs, становятся критичными). При прямом измерении КСВ с внутренним мостом, АА может обнаружить и подправить любую малую ошибку в уровнях Vs или Vz. Это снижает скачок  значения импеданса, который может случиться при одно-битном скачке напряжения. Вот почему “биты” (ступени разбиения) должны быть откалиброваны с высокой точностью, так как ошибка в один бит может перевести нагрузку из ряда активных в реактивные.(Общее число для Vs и Vz всегда должно быть равно 255 или менее для нагрузки, считающейся активной).

 

Калибровка АА MFJ-259B

 Предлагаемая процедура калибровки подходит для более поздних моделей АА MFJ-259B. Будьте внимательны: поскольку внутреннее программирование АА MFJ-259B менялось (под той же торговой маркой), то может оказаться, что некоторые позиции проверочного меню АА будут отсутствовать (в более ранних моделях). Эти позиции могут включать параметры, которые не появляются на цифровом дисплее.

 Перед тем как заняться калибровкой, убедитесь, что у Вас напечатана копия расположения  контрольных точек (прилагается к тексту - Рис. 1), что весь текст  прочитан  (т. е., данная инструкция по калибровке) и имеется набор подходящих нагрузок. 

 

Регулировки

 В этом аппарате имеются регулировки  соответствия и усиления напряжений Vz, Vs и Vr. Соответствие устанавливается на малых уровнях напряжений (бит), усиление - на больших. Вместе они обеспечивают соответствие выходного напряжения детектора существующему РЧ напряжению.

 В АА имеется также регулировочные элементы для измерителя. Аналоговые измерители (стрелочные) страдают от нелинейности шкал и, конечно же, менее точны, чем цифровой дисплей. Упомянутые регулировки влияют только на показания аналоговых измерителей и не влияют на показания дисплея.

 Ток покоя (смещение) в отсеке РЧ усилителя подстраивается (имеет регулятор). От этой регулировки напрямую зависит наличие и уровень гармоник в выходном сигнале генератора АА. Уровень гармоник увеличивается при снижении напряжения питания и при низкоомных нагрузках. Проверьте, что Вы измеряете уровень гармоник так, как об этом написано ниже, c ј длины волны отрезком кабеля!

 Повышенный уровень гармоник в сигнале генератора может вызвать грубые ошибки при измерениях на частото-избирательных нагрузках, даже в тех случаях, когда измерения с активным эквивалентом нагрузки дают прекрасный КСВ. К нагрузкам наиболее “чувствительным” к появлению ошибок, спровоцированных наличием гармоник в испытательных сигналах относятся (и не только) антенные тюнеры, колебательные контура, укороченные резонансные антенны, вкрадываются ошибки, например, и при измерениях длины кабеля до повреждения и резонансных длин отрезков линий. Если Вы найдёте что-то “курам на смех” при измерении, например, длин отрезков, то это можно отнести на счёт неправильно установленного напряжения смещения.

Внимание: Никогда не производите калибровку прибора при “вдруг возникшей” проблеме. Если вдруг уровень выходного напряжения с детектора  изменился, значит, (можно сказать почти со 100% уверенностью), вышел из строя детектирующий диод. Если теперь произвести калибровку с неисправным диодом (имеющим пониженное обратное сопротивление), то показания измерителя не будет соответствовать действительным.

 

Настройка

Инструменты и оборудование:

·         Отвёртка Phillips #1 и #2

·         Цифровой вольтметр (или аналоговый повышенной точности) для измерения напряжения питания

·         Небольшой набор неметаллического инструмента (диэлектрические отвёртки) для настройки катушек и (или) небольшие ювелирные отвёртки для вращения осей органов настройки

·         Блок питания стабилизированный с выходным напряжением 12 В +/- 5%

·         Приёмник с непрерывным диапазоном частот, снабжённый S-метром или анализатор спектра (эта позиция предназначена для дополнительных работ и использования отрезков кабеля)

·         Отрезок кабеля напримерс)Tб@МГцхорошего) качествацсо5ксплошным) диэлектриком"NС одной стороны отрезок должен иметь СВЧ соединитель (штеккер подходящий для подключения к АА), с другой стороны отрезок кабеля оставлен, как есть, - разомкнутым. (Отрезок не требуется при применении анализатора спектра или приёмника)

·         Плёночный резистор сопротивлением 2,2 Ом с мощностью рассеивания  0,25 или 0,5 Вт (не используется при применении отрезка кабеля).

·         Набор точных нагрузок должен включать:

а) короткозамыкающая перемычка;

б) нагрузка 12,5 Ом;

в) нагрузка 50 Ом;

г) нагрузка 75 Ом;

д) нагрузка 100 Ом;

е) нагрузка 200 Ом.

Примечание 1: Нагрузки должны быть изготовлены с применением малогабаритных угольных плёночных резисторов с допуском 1%.

 - Не используйте большие по размерам резисторы. Приемлемые результаты могут быть получены только тогда, когда нагрузочные резисторы смонтированы на “самом дне” внутри СВЧ  штеккера  соединителя.

- Идеальными, для применения в качестве нагрузок, являются  прецизионные резисторы, предназначенные для поверхностного монтажа, но подойдут резисторы и других типов. Приемлемо соединять параллельно несколько резисторов для получения необходимого малого сопротивления, но не соединяйте последовательно более двух резисторов!

·         Не используйте физически большие резисторы (с рассеиваемой мощностью 1 Вт и более), которые можно применить, если они “композитного” типа (встречаются редко).

·         Поскольку нагрузки участвуют в определении количества бит (при аналого-цифровом преобразовании) в расчётах и критичны, то максимальная ошибка из-за наличия реактивности будет всегда выше, чем ошибка в точности подбора сопротивления нагрузки. Сопротивление активной нагрузки будет “сдвигаться” наличием реактивности (которую можно учесть) - ошибка калибровки в 1 бит соответствует примерно 0,4%.

 Для обеспечения быстрого соединения нагрузок, выполненных на резисторах  для поверхностного монтажа (SMD), с АА, их нужно разместить в штеккерах типа BNC, удалив  с них байонетные  “юбки”. Таким образом, получаются штеккера, которые можно вставлять в гнёзда типа N. Для MFJ-259, в этом случае, придётся применить переходник UHF-BNC. Для MFJ-269 такие штеккера (а вместе с ними и нагрузка) плотно входят в гнёздо типа N, установленное  на корпусе АА.

Примечание 2: Источник питания должен иметь наименьшее рабочее напряжение. Не используйте стандартные “адаптеры, вилки-стабилизаторы” или батареи! Напряжение питания от фабричных  стабилизаторов с выходным напряжением 13,8 вольт можно уменьшить последовательным включением нескольких диодов. Прямое падение напряжения на кремниевых диодах составляет примерно 0,6 В на диод. Три-четыре последовательно включенных диода позволят понизить напряжение питания до уровня ниже 12В.

Внимание! Адаптер  MFJ-1315AC или другие “адаптеры” нельзя использовать для питания АА при большинстве настроечных операций.

 

Ступень 1

Визуальное обследование: Перед, во время и после калибровки делайте всё с умом. Наблюдайте за тем, чтобы у Вас инструмент был под руками. Без дела не трогайте детали АА, не гните выводы, не разбрасывайте вокруг детали, инструмент и принадлежности. Содержите стол в чистоте. Соблюдайте эти правила всё время, пока АА находится в разобранном состоянии.

 

Ступень 2

 Удаление батарейного отсека: Это позволяет открыть доступ к подстроечным резисторам и большинству катушек индуктивности.

·         Удалите последние две батареи (наверное, два элемента батареи) с каждого конца отсека.

·         Отверните и удалите два крепёжных винта (с правой стороны) и вытащите батарейный отсек.

·         Всегда располагайте батарейный отсек так, чтобы исключить натяжение подходящих к нему проводов.

Для ознакомления с местом размещения органов настройки обратитесь к Рис. 1.

 

Ступень 3

Перекрытие поддиапазонов: каждый поддиапазон, обеспечиваемый при переключении их в АА, должен “наползать” на другой, соседний, чтобы обеспечить перекрытие по всему диапазону частот 1,8…170 МГц “без провалов”, запас (захлёст) необходим для исключения “провалов” при уходе частоты, например, при смене температуры окружающего воздуха. Глядя на цифровой дисплей, переключателем  меняйте поддиапазоны частот. Смотрите за реакцией дисплея и стрелочных измерителей. Проверьте перекрываемые частоты на каждом поддиапазоне:

114-170 МГц: Генератор должен перестраиваться от  частоты ниже 114 МГц до    

             частоты выше 170 МГц. Проверьте не срывается ли генерация в

             пределах поддиапазона

70-114 МГц: Генератор должен перестраиваться от частоты ниже 70 МГц до

            частоты выше 114 МГц

27-70 МГц: Генератор должен перестраиваться от частоты ниже 27 МГц до

           частоты выше 70 МГц

10-27 МГц: Генератор должен перестраиваться от частоты ниже 10 МГц до

           частоты выше 27 МГц

4-10 МГц: Генератор должен перестраиваться от частоты ниже 4 МГц до

           частоты выше 10 МГц

1,8 - 4 МГц: Генератор должен перестраиваться от частоты ниже 1,8 МГц до

           частоты выше 4 МГц

При проверке “нахлёстов” поддиапазонов частот, проверьте (медленно вращая ручку настройки “TUNE”) хотя бы верхний и нижний поддиапазоны на наличие срывов генерации, на дисплее, при этом будут нулевые показания (000.000). Срывы генерации обычно указывают на дефект конденсатора настройки (“TUNE”).

 Если при переключении поддиапазонов наблюдаются сбои, то, возможно на контактах переключателя находится засохшая смазка, грязь или нарушены паяные соединения. Сначала проверьте пайки. Если Вам потребуется чистить, регулировать и полировать контакты, знайте, что задание это не простое. Всю плату АА нужно освободить и поднять от передней стенки его корпуса. Грязные контакты переключателя можно почистить, применяя специальные очистители с распылителями. Лучше всего распылять очиститель с передней стороны- со стороны ручки (shaft side) под гайкой. Сначала удаляется гайка у таблички с надписью и металлический ограничитель хода ротора переключателя. Не забудьте при последующей сборке поставить ограничитель хода на место.

  Чтобы обеспечить нормальный “захлёст” поддиапазонов друг на друга, определите (согласно прилагаемуму рисунку, где  находится катушка соответствующего поддиапазона и подстройте её. Отметьте, что катушки L1-L4  настраиваются сердечниками и требуют инструмента из изоляционного материала. Если Вы воспользуетесь неподходящим инструментом, то сердечники легко можно сломать.

 Катушки L5 и  L6 расположены на плате со стороны  установки деталей и настраиваются сжатием - растяжением витков (при сжатии - частота понижается, при  растяжении  - повышается). Небольшая подстройка L5 или L6 и проверка перекрытия. Следует также сразу проверить и, прилежащий к настраиваемому, поддиапазон со стороны более низких частот, граница которого может из-за проведённой настройки “уйти”.

 Внимание! Важно! Катушки генератора плавного диапазона (ГПД) АА следует подгонять (настраивать) от высшей частоты к низшей (от высокочастотного поддиапазона к низкочастотному). Каждый вышестоящий (по частоте) поддиапазон сильно влияет на нижестоящий. Не пытайтесь подстраивать катушки, пока не наберётесь опыта работы с УКВ контурами и не познакомитесь со сложными настроечными операциями.

 

Ступень 4

 Подавление гармоник/Смещение: Присоедините анализатор спектра как показано на рисунке.

·         Импеданс соединительного кабеля должен соответствовать импедансу измерительного прибора (например, 50 Ом и 50 Ом).

·         Т-образный соединитель должен быть подключен или непосредственно к анализатору или на небольшом расстоянии (до нескольких дюймов) от него.

·         От источника питания следует подать минимальное напряжение, необходимое для нормальной работы АА.

·          

·        

·         Измерительный прибор (здесь, видимо, АА) должен быть хорошо экранирован и не должен принимать сигнал от анализатора, в положении с Т-образным соединителем отключенным от анализатора.

 

Stub directly to analyzer! - Отрезок кабеля направлен прямо к анализатору спектра.

Analyzer - Антенный Анализатор (АА).

Схема проверки внутреннего напряжения Vz на наличие гармоник.

 

 

Any Length - Любой длины. To Measurement Device - К измерительному прибору.

Схема измерения гармоник с использованием внешнего анализатора спектра и резистора.

 

Ступень 5

Подавление гармоник (смещение - R89): Эта подстройка уменьшает гармоники генератора АА. Гармоники могут стать причиной неправильных показаний АА при некоторых условиях нагрузки.

Внимание: Неверная установка смещения резистором  R89 не проявится при работе на активную нагрузку (резистивный эквивалент), но сразу выльется в ошибки при измерении резонансных длин отрезков кабелей, расстояний в линиях до повреждений и других частото-избирательных функциях.

 При правильной установке движка подстроечного резистора R89, подавление гармоник может достигать -30…-35 дБ во всём диапазоне перестройки АА. Это измерение нужно произвести при минимальном рабочем напряжении. Значение этого напряжения следует принять равным 12,0 В. Никогда (Слышите?! Никогда!) не пользуйтесь “адаптерами”, да ещё и с выходным напряжением большим 12 В, когда производите эту настройку. Лучшим средством, чтобы “ущучить” гармоники, является без сомнения анализатор  спектра, но, за неимением оного, можно использовать и хорошо экранированный (в металлическом заземлённом корпусе) радиоприёмник с непрерывным диапазоном и индикатором выхода (S-метром). Приёмник должен быть подключён к АА подобно тому, как был подключен анализатор спектра, т. е., через Т-образный соединитель с резистором, включенным параллельно.

 Если у Вас нет ни качественного приёмника, ни анализатора спектра, используйте проверочный режим самого АА с отрезком кабеля. Включите проверочный режим для Vz в АА. Проверочный режим Vz грубо укажет общее напряжение гармоник, когда АА точно настроен на резонансную частоту отрезка кабеля. Вхождение в режим проверки описано в “Калибровке детектора” (Ступень 6).

а). Присоедините к АА отрезок кабеля, например, 15 футов кабеля RG-8, или резистор и измерительный прибор и настройте АА на частоту в районе 10 МГц;

б). (только при отрезке кабеля и внутреннем использовании Vz) Наблюдая за показаниями Vz на дисплее АА (в проверочном режиме - test mode), изменяйте частоту настройки АА до тех пор, пока будут получены минимальные показания (или наименьший импеданс). Вы должны ясно увидеть, что выходное напряжение основной частоты  АА - Vz проходит через “глубокий нуль”.

в). Обратите внимание на частоту настройки АА, это - резонансная частота отрезка кабеля и частота проведения нашего эксперимента.

г). Не изменяя установки частоты эксперимента, проверьте уровень второй гармоники на частоте, вдвое превышающей показания частотомера  на дисплее АА (просмотрите на оси частот в анализаторе спектра или прослушайте на приёмнике).

д). Вращая движок подстроечного резистора R89, установите минимальный уровень второй гармоники сигнала АА по S-метру приёмника или по “отклику” на экране анализатора спектра.(В настоящее время существуют и компьютерные программы, позволяющие оценить спектр, например, с переносом в область низких частот, доступную звуковой карте ПК (SpectraLab и т.п.)- UA9LAQ). Следите за тем, чтобы основная частота была подавлена до нуля (не происходило расстройки измерительной схемы).

Внимание: всегда повторяйте операции от б) до д), хотя бы раз, когда “гоняете” проверочный режим и, в частности положение “Vz”. Изначально полученная точка “нуля” (точка поглощения настроенным четвертьволновым отрезком кабеля)  будет сдвигаться, если с помощью R89 удастся получить значительное подавление гармоник. Изначальная частота настройки отрезка, возможно, немного тоже изменится (пункт в)). Нет необходимости перестраивать (перепроверять) настройку, сделанную с использованием активной (резистивной) нагрузки и при хорошем анализаторе спектра или приёмнике в качестве индикатора. При активной нагрузке частота измерения (проверки) не критична.

Примечание: Если Вы используете “дохленький” (некачественный) анализатор спектра или приёмник (анализатору “под стать”) с ограниченным динамическим диапазоном, то, совместно с ними, используйте настроенные четвертьволновые отрезки, вместо резистора в 2,2 Ом. Если у Вас имеется анализатор спектра или приёмник довольно высокого класса (с динамическим диапазоном, по крайней мере, в 50 дБ), то подключайте безиндуктивный резистор сопротивлением 2,2 Ом in lieu отрезка кабеля, настройка резистором  проще и более точна.

 

Калибровка детектора

Ступень 6

 Эта критичная настройка позволяет откалибровать аналого-цифровое преобразование для различных условий нагрузки. Если Вы считаете, что пришло время настройки и этого узла, то выполните предустановку, поставив движки подстроечных резисторов R88, R89 и R90 в среднее положение. Если один из движков этих резисторов окажется в крайнем положении, скорей всего, или Вы установили неверное сопротивление нагрузки или в детекторе АА стоит дефектный диод.

  Чтобы подготовить детектор к настройке, переключите АА в режим проверки (Test Mode). В некоторых моделях АА переход в этот режим не односложен, требуется немного практики. Итак, чтобы “зайти” в режим проверки АА MFJ-259B, необходимо:

·         Выключить питание АА.

·         Нажать одновременно кнопки MODE и GATE и включить питание.

·         Когда на дисплее появятся индицируемые знаки, медленно, с периодом в секунду, нужно последовательно нажимать на клавиши MODE и GATE (лучше использовать, при этом, сразу два пальца, последовательно нажимая каждым на свою кнопку).

·         Получите подтверждение того, что АА вошел в режим проверки (Test Mode), возможно, перевести в этот режим АА с первой попытки не удастся. Повторите.

·         Используя кнопку MODE, выведите на дисплей показания R-S-Z (как показано на  табличке). Если Вы случайно проскочили этот режим, то из него не выйдете, пока не отпустите кнопку MODE, т. е.,  смена  режимов в АА производится по отпусканию соответствующей кнопки.

·         10.000 MHz Rxxx  Sxxx ZxxxНастройте АА на частоту, примерно, 10 МГц.

·         К антенному гнезду ничего не присоединяйте (оставьте открытым).

·         Вращением движка подстроечного резистора R72 установите на дисплее Z=255.

·         К антенному гнезду присоедините короткозамыкающую перемычку.

·         Вращением движка подстроечного резистора R73 установите на дисплее S=255.

·         К антенному гнезду подключите нагрузку  сопротивлением 12,5 Ом.

·         Вращением движка подстроечного резистора R90 установите на дисплее Z=051.

·         Вращением движка подстроечного резистора R53 установите на дисплее R=153.

·         К антенному гнезду подключите нагрузку  сопротивлением 200 Ом.

·         Вращением движка подстроечного резистора R88 установите на дисплее S=051.

·         Вращением движка подстроечного резистора R72 установите на дисплее Z=204.

·         К антенному гнезду подключите нагрузку  сопротивлением 75 Ом.

·         Вращением движка подстроечного резистора R89 установите на дисплее R=051.

·         К антенному гнезду подключите нагрузку  сопротивлением 12,5 Ом.

·         Вращением движка подстроечного резистора R90 (снова) установите на дисплее Z=051.

·         Вращением движка подстроечного резистора R73 установите на дисплее S=204.

·         Вращением движка подстроечного резистора R53 (снова) установите на дисплее R=153.

·         К антенному гнезду подключите нагрузку  сопротивлением 200 Ом.

·         Вращением движка подстроечного резистора R88 (снова) установите на дисплее S=051.

·         Проверьте или (при необходимости) установите Z=204.

·         К антенному гнезду подключите нагрузку  сопротивлением 75 Ом.

·         Вращением движка подстроечного резистора R89 (снова) установите на дисплее R=051.

Примечание (важно!): маленькие однооборотные подстроечные резисторы при настройке приходится вращать очень осторожно, настройка получается очень острой, трудно “попасть”, поэтому, если с первого захода не удалось добиться всех требуемых показаний, то повторите последовательность выше изложенных операций для достижения требуемой точности. После настройки выключите питание АА, чтобы выйти из режима проверки.

Разумно подходите к общему значению бит Vz и Vs. Если их сумма превысит значение 255 при активной нагрузке, значит, АА будет измерять реактивную составляющую импедансов.

 

Проверка дисплея и калибровка аналогового измерителя

Ступень 7

  Последовательность операций этой ступени предназначена для проверки калибровки стрелочного измерителя и точности вывода информации на ЖКИ-дисплей.

  Выключите и снова включите питание АА и  войдите в “реально-виртуальный” режим измерения импеданса (MODE) R-X. Допустимой для схемы является отклонение показаний на дисплее до +/- 10% или +/- 5 Ом. Обычно, показания дисплея, при правильной настройке детектора, практически идеальны. Показания аналоговых (стрелочных) измерителей могут отличаться от истинных с некоторыми нагрузками до 20 %. Итак:

·         К антенному гнезду подключите нагрузку  сопротивлением 75 Ом.

·         Проверьте значения R=75 X=0 на ЖКИ-дисплее (+/-10%).

·         К антенному гнезду подключите нагрузку  сопротивлением 50 Ом.

·         Проверьте значения R=50 X=0 на ЖКИ-дисплее (+/-10%).

·         Вращением движка подстроечного резистора R67 установите на измерителе импеданса значение 50.

·         Проверьте значение КСВ = 1,0 на шкале КСВ-метра (отклонений стрелки нет).

·         Подключите “открытую нагрузку” - стандартный штеккер без резистора или совсем ничего не подключайте к антенному входу АА.

·         Проверьте отклонение стрелки измерителя импеданса - она должна отклониться за отметку 400.

·         К антенному гнезду подключите нагрузку  сопротивлением 100 Ом.

·         Проверьте значения R=100 X=0 на ЖКИ-дисплее (+/-10%).

·         Проверьте соответствие значению 100 на измерителе импеданса (примерно).

·         Вращением движка подстроечного резистора R56 установите на шкале КСВ-метра значение 2 (2 : 1).

·          К антенному гнезду подключите нагрузку  сопротивлением 12,5 Ом.

·         Проверьте соответствие значения КСВ=4 : 1 на ЖКИ-дисплее (удовлетворительным считается показание 3,8…4,2).

·         Сверьте эти показания с отклонением стрелки КСВ-метра >3 (больше, чем 3 : 1)

·         К антенному гнезду подключите нагрузку  сопротивлением 200 Ом.

·         Проверьте соответствие значения КСВ=4 : 1 на ЖКИ-дисплее (удовлетворительным считается показание 3,8…4,2).

·         Сверьте эти показания с отклонением стрелки КСВ-метра >3 (больше, чем 3 : 1)

Проверка режима измерения ёмкости

 

Ступень 8

 Если у Вас имеется ряд эталонных конденсаторов, то Вы можете произвести калибровку для режима измерения ёмкости в пределах 100…5000 пФ. Обратитесь к руководству пользователя АА за разъяснением принципа измерения ёмкости с помощью АА.

·         Антенный вход АА остаётся открытым (к нему не подключается нагрузка).

·         Установите режим работы “Измерение ёмкости” (Capacitance).

·         Установите частоту генератора АА (TUNE) на 70 МГц.

·         Проверьте, на дисплее должно быть значение ёмкости в 4…6 пФ.

 

Проверка частотомера

Ступень 9

Нижеследующее позволит проверить точность измерения частоты частотомером АА. Отметьте, что частота генератора тактовых импульсов (ГТИ) частотомера не изменяется пользователем, поэтому там пользователю “нечего делать”. Чтобы провести эту проверку, используйте радиоприёмник с непрерывным диапазоном, включенный для приёма АМ.

·         Настроётесь на частоту одной из радиостанций, передающей эталонные частоты, например, WWV, на 5, 10, 15 или 20 МГц (где лучше приём).

·         Вставьте кусок провода в антенное гнездо АА.

·         Включите АА и настройтесь на сигнал WWV-радиостанции по нулевым биениям (чем точнее, тем лучше).

·         Сравните показания на ЖКИ-дисплее АА с частотой сигнала эталонной радиостанции.

·         Сделайте заключение,  обеспечивает ли частотомер обещанную точность (+/- 5 кГц) или нет (возможно, на будущее, можно будет принять поправку и учитывать ошибку в измерении частоты - UA9LAQ).

 

Проверка расширенного режима

Ступень 10

 Последующие операции призваны подтвердить возможность работы АА в расширенном режиме (Advanced Mode). Чтобы войти в меню расширенного режима, необходимо:

·         Выключить питание АА.

·         Нажать кнопки MODE и GATE и включить питание АА вновь.

·         На ЖКИ-дисплее должна появиться надпись “Advanced”.

·         Подключите “открытую нагрузку”(видимо, для идентичности условий при подключении и других, например, резистивных нагрузок, здесь стоит термин “открытая нагрузка”, что на практике может означать: подключение коаксиального  штеккера без резисторов. В принципе, “открытая нагрузка” означает, что к антенному гнезду АА ничего не подключено - UA9LAQ).

·         Настройте ГПД АА (TUNE) на частоту выше  170 МГц, т. е., на верхнюю границу самого высокочастотного поддиапазона АА.

·         Проверьте. Что значение импеданса будет < 650 Ω  с фазовым сдвигомачпримернопедан?а К антенному гнезду АА подключите незамкнутый отрезок коаксиального кабеля, например, RG-8.

·         Изменяя частоту настройки ГПД, добейтесь минимальных показаний измерителя импеданса (пусть это окажется, например, в районе 10 МГц). (Для настройки предлагалось использовать кусок кабеля длиной около 15 футов. Для того, чтобы незмошибитьсятотк положению минимумабеимпедансанимтльеых поглощению энергииелс помощьюса (длины волныокотрезка нследует, подходитье со0 стороны(Днизкихстчастот пртакагкаксь отрезокзобудет кпоглощатьелэнергиюойи оприо настройкев.наДлчастоты, кратныенИнечётномуасчислу нчетвертей Гдлиныдоволнысь тмиеимальных показ?нии тзмдрителяUA9LAQ).

·         Проверьте, чтобы Z-min = 0…2 Ώ.

·         К антенному гнезду подключите нагрузку  сопротивлением 50 Ом.

·         Установите частоту ГПД АА равной 1,8 МГц.

·         Проверьте, чтобы Z = 50 Ώ, θ = 0? и SWR (КСВ) = 1 (+/-10%).

·         Введите режим RL (return loss - обратные потери).  

·         Проверьте, RL = >42 dB, ρ = 0, SWR = 1

·         Введите режим эффективности согласования (Match Efficiency Mode), перепрыгнув через режим DTF/

·         Убедитесь, что МЕ = 100% (примерно).

·         Для перехода в основные режимы (Main Modes), нажмите одновременно и подержите кнопки MODE и GATE.

·         Удалите нагрузку и убедитесь, что на дисплее Z = >650.

 

Заключение

Ступень 11

·         Вставьте батарейный отсек АА на место и закрепите. Посмотрите, в каком положении находится переключатель зарядки “jumper-перемычка” (выключен для гальванических батарей).

·         Закройте крышку АА.

На этом калибровка АА закончена.

Проверка калибровки АА MFJ-259

 

Список операций

Сделайте ксерокопию этого списка и проверяйте АА по нему (При затруднениях обращайтесь к более полному описанию, изложенному выше).

Физическое состояние:  АА в исправном состоянии, батареи не разряжены.

Гармоники:  подавление -35 дБ или лучше.

Перекрытие поддиапазонов: имеется достаточный “захлёст” одного поддиапазона на другой, обеспечивающий гарантированную непрерывность перекрытия по частоте.

Двоичная калибровка: 10 МГц:

·         Оставить антенный вход открытым (не замыкать).

·         Подстроечным резистором R72 установить показания Z=255 на дисплее.

·         Закоротить антенный вход.

·         Подстроечным резистором R73 установить показания S=255 на дисплее.

·         Подключить к антенному гнезду нагрузку 12,5 Ом.

·         Подстроечным резистором R90 установить показания Z=051 на дисплее.

·         Подстроечным резистором R53 установить показания R=153 на дисплее.

·         Подключить к антенному гнезду нагрузку 200 Ом.

·         Подстроечным резистором R88 установить показания S=051 на дисплее.

·         Подстроечным резистором R72 установить показания Z=204 на дисплее.

·         Подключить к антенному гнезду нагрузку 75 Ом.

·         Подстроечным резистором R89 установить показания R=051 на дисплее.

·         Подключить к антенному гнезду нагрузку 12,5 Ом.

·         Подстроечным резистором R90 установить показания Z=051 на дисплее.

·         Подстроечным резистором R73 установить показания S=204 на дисплее.

·         Подстроечным резистором R53 установить показания R=153 на дисплее.

·         Подключить к антенному гнезду нагрузку 200 Ом.

·         Подстроечным резистором R88 установить показания S=051 на дисплее.

·         Проверьте Z=204.

·         Подключить к антенному гнезду нагрузку 75 Ом.

·         Подстроечным резистором R89 установить показания R=051 на дисплее.

Аналоговая калибровка: 10 МГц, значения устанавливаются с точностью +/- 10%

·         Подключить к антенному гнезду нагрузку 75 Ом.

·         Проверить R=75 X=0.

·         Подключить к антенному гнезду нагрузку 50 Ом.

·         Проверить R=50 X=0.

·         Подстроечным резистором R67 установить показания 50 на шкале измерителя импеданса.

·         Проверить значение 1,0 на шкале КСВ-метра (SWR).

·         “Открыть” антенный вход, т.е., включить без нагрузки.

·         Проверить показания >400 на измерителе импеданса.

·         Подключить к антенному гнезду нагрузку 100 Ом.

·         Проверить R=100 X=0.

·         Проверить соответствие 100 на измерителе импеданса.

·         Подстроечным резистором R56 установить показания КСВ-метра равные 2 (2 : 1).

·         Подключить к антенному гнезду нагрузку 12,5 Ом.

·         Проверьте значение КСВ=4 : 1 на ЖКИ-дисплее (3.8…4.2).

·         Проверьте показания стрелочного КСВ-метра >3.

·         Подключить к антенному гнезду нагрузку 200 Ом.

·         Проверьте значение КСВ=4 : 1 на ЖКИ-дисплее (3.8…4.2).

·         Проверьте показания стрелочного КСВ-метра >3.

Проверка режима измерения ёмкости:

·         Оставить антенный вход “открытым”.

·         Установить ГПД АА на частоту 70 МГц.

·         Установить режим измерения ёмкости (Capacitance).

·         Проверить С = 4 pF (примерно).

Проверка частотомера:

·         Частотомер находится в исправном состоянии (измеряет).

Проверка “расширенных” режимов (Advanced):

·         Настройтесь на частоту 170 МГц (TUNE).

·         Гнездо антенного входа оставьте “свободным”, незамкнутым.

·         Проверьте показания <650, Phase = 90? (примерно).

·         К антенному гнезду подключите отрезок кабеля RG-58 длиной 3 фута.

·         Настройте ручкой TUNE на минимальные показания Z-min (примерно 150 МГц).

·         Проверьте показания Z= 0…2.

·         К антенному гнезду АА подключите нагрузку 50 Ом.

·         Настройте ГПД АА на частоту 1,8 МГц.

·         Проверьте показания Z=50 Ом50? ? поSWR = 1.

·         Перейти в расширенный режим измерения обратных потерь (Advanced Return Loss).

·         Проверить RL=>42 dB, ρ = 0, SWR = 1.

·         Расширенный режим эффективности согласования (Advance to Match Efficiency) включить.

·         Проверить МЕ=100% (примерно).

·         Снова перейти в основные режимы работы АА (Main Modes).

·         Антенный вход АА без нагрузки (“открытый”).

·         Проверьте Z=>650.

Это было окончание процедуры настройки.

 

Расположение деталей на плате АА

(положение регулировочных органов и катушек)

 

 

Charger On/Off - Заряд батареи Включено/Выключено.Binary Gain Levels - Уровни усиления двоичных сигналов. Harmonic Suppression - Подавление гармоник. Impedance Meter Sens. - Чувствительность измерителя импеданса. SWR-Meter Sens. - Чувствительность КСВ-метра. VFO Coils - Катушки ГПД.

 

Нагрузки с использованием резисторов со стандартными номиналами

 

 

 

Resistor(s) - Резистор(ы). Solder - Пайка. Connector Barrel - Пистон соединителя. UHF Connector - СВЧ соединитель (штеккер типа UHF).

 

·         Всегда устанавливайте резисторы как можно глубже в штеккеры для достижения минимальной (нулевой) длины выводов.

·         Используйте угольные или металло-плёночные резисторы с мощностью рассеяния 0,125…0,25 Вт и допуском 1%.

  Чтобы получить нагрузку 12, 5 Ом, включите параллельно четыре резистора сопротивлением 50 Ом или 15 и 82 Ома.

  Чтобы получить нагрузку 50 Ом, выберите резистор 49,9 Ом или включите два резистора по 100 Ом параллельно.

  Чтобы получить нагрузку 75 Ом, выберите резистор 75 Ом или включите два резистора по 150 Ом параллельно.

  Чтобы получить нагрузку 100 Ом, выберите стандартный резистор 100 Ом.

  Чтобы получить нагрузку 200 Ом, выберите стандартный резистор 200 Ом или включите два резистора по 100 Ом последовательно.

Важное примечание: эти простые нагрузки “пойдут” на КВ, но выше 30 МГц уже не будут точными. Только прецизионные нагрузки можно использовать в диапазоне УКВ и даже с ними могут возникать ошибки. АА MFJ-259B не исправляет ошибок несоответствия импедансов в соединителях, не учитывает электрическую длину проводников между внешней нагрузкой и внутренним измерительным мостом.

 

Свободный перевод с английского: Виктор Беседин (UA9LAQ) ua9laq@mail.ru

г. Тюмень                             май, 2003 г