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一个实用LED驻波指示器的制作

2010-12-27 14:08
天堂的苦涩
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  笔者最近设计了一款用5个LED灯做显示的驻波指示器。这款指示器采用了射频窃电的方式,无需电源,体积小巧,重量轻,携带方便,非常适合业余无线电爱好者野外使用。指示器电路中的定向耦合器采用的是免调试的三磁环结构,采用通用运算放大器做比较器,比例电阻网络做驻波比值定标,用不同颜色的LED指示不同的驻波比范围。整个电路没有需要调整的元件,只要连接无误就可以正常工作。在短波范围内,不需任何校准和调整就可以使用,对于爱好者DIY非常简单方便。

  

  图1  LED驻波指示器电路原理图

  工作原理

  LED驻波指示器原理图见图1,该电路由3部分组成:定向耦合器,驻波比值比较器,LED灯显示器。

  工作于短波段的定向耦合器有很多种,这里选用了无需调试的三磁环结构,其工作原理和制作已有很多文章介绍,这里不再重复。

  由定向耦合器输出的正向信号,送到由R3、R4、R5、R6、R7、R8组成的分压网络,并将对应驻波比为1.2、1.5、2.0、3.0的分压比分别给4个运放的“+”输入。定向耦合器输出的反向信号,经R1,R2分压后同时送4个运放的“-”输入。

  通用运放构成4个简单的比较器,当反射信号超过对应驻波比的正向参考值时,运放输出接近正电源的电压;当反射信号没达到对应驻波比的正向参考值时,运放输出接近负电源的电压。如果在4个运放的输出端接上指示灯,就可以显示》1.2、》1.5、》2.0、》3.0这4段驻波比值范围了,只要低于最大驻波比的指示灯都会点亮,但这种方式不利于射频窃电供电的情形,点亮的灯多,电流就大,射频损耗就将加大。在实际电路中,笔者采用了原理图中的LED接法,只点亮一个对应驻波比范围的LED,即增加了一段驻波显示,还减少了损耗。5个LED分4种颜色:1.0~1.2用绿色(本想用蓝色,但蓝色LED灯点亮需要的电压高,对最小功率要求相应就高,因而放弃了),1.2~1.5也用绿色,1.5~2.0用黄色,2.0~3.0用橙色,3.0以上用红色。实际使用中,只要看LED的发光颜色就可以判断天线驻波的大小了。

  运算放大器和LED工作必须要有适当的电源,该电源供应来自于射频窃电电路。射频窃电电路由VD2、VD3、VD5、VD6、E1、E2组成,该部分电路将来自于三磁环定向耦合器的正向信号和反向信号整流为正、负双电源,给运放IC使用。运放IC可以在±1.5~±15V的范围工作,所有的运算都是比值运算,与电压的绝对值无关,因此电源电压的变化,不会影响驻波比值的定标,只会对LED灯的亮度有较大影响。根据LED亮度的变化,我们也可以在一定范围内判断射频功率的变化。

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