Измерительный узел для блока питания радиостанции
Александр СОКОЛОВ, г. Москва
Источник: журнал "Радио", 2003, № 9, с. 71.
https://www.rlocman.ru/book/book.html?di=138094
https://qrx.narod.ru/bp/iu_bp.htm
https://www.diagram.com.ua/list/radio/radio179.shtml
Многие радиолюбители занимаются конструированием и изготовлением блоков питания для своей аппаратуры. В процессе творческих поисков неизбежно возникает дилемма: устанавливать или нет стрелочные электроизмерительные приборы? Ведь часто места на передней панели не хватает. Предлагается комбинированный измерительный узел с одним измерительным прибором, который автоматически выбирает параметр измерения в зависимости от режима работы радиостанции.
Если обратиться к ассортименту блоков питания (БП) известных зарубежных фирм, то окажется, что там представлены устройства с измерительными приборами и без них. Например, в моделях YAESU FP-1030A и EURO-CB Т-1250GWM вольтметр и амперметр имеются. В простых и компактных блоках питания VANSON RPS-1205 и ALAN K-35, а также мощных SYNCRON PS-1220 и DIAMOND GSS-3000 разработчики решили обойтись без "излишеств".
Безусловно, измерительные приборы увеличивают размеры передней панели и общие габариты блока питания. В то же время эстетичный стрелочный прибор, становясь композиционным центром внешнего вида изделия, преображает однообразный дизайн, присущий этому типу аппаратуры. Но самое ценное, появляется возможность контролировать параметры питания, что делает работу оператора более удобной и осмысленной. Так как же поступить?
Разумной альтернативой является применение не двух, а только одного, но комбинированного измерительного прибора — вольтамперметра. Например, так сделано в блоке питания DAIWA RS40-II, где выбор функции V/A осуществляется вручную с помощью переключателя. Подобное схемотехническое решение встречается относительно редко, однако хорошо подходит для использования в радиосвязи.
Если проанализировать нюансы работы на радиостанции, то вполне логичным выглядит следующий вариант. Когда трансивер находится в режиме приема (RX) достаточно иметь вольтметр, показывающий напряжение источника питания. В режиме передачи (ТХ) ток, потребляемый трансивером, возрастает в несколько раз, и здесь больше пригодится амперметр. Контролировать ток передатчика крайне желательно, поскольку, зная значение тока, можно судить о работоспособности выходных каскадов и, косвенно, о состоянии антенно-фидерного оборудования.
Рис.1.
Учитывая вышеприведенные особенности, был разработан измерительный узел для блока питания СиБи трансивера. В устройстве реализовано автоматическое переключение режимов индикации вольтметр/амперметр в зависимости от режима работы трансивера, поэтому измерительный узел можно назвать адаптивным.
В режиме RX контролируется напряжение питания трансивера, причем отсчет показаний осуществляется по удобной и наглядной шкале, "растянутой" в самом актуальном интервале 10... 15 В. В режиме ТХ контролируется ток, потребляемый трансивером, и отсчет показаний производится по шкале 0,5...2 А. Предусмотрены также дополнительные удобства, облегчающие работу оператора: индикация измеряемого параметра и подсветка шкалы прибора.
Схема измерительного узла показана на рис. 1. В режиме приема (RX) микроамперметр РА1 включен как вольтметр с добавочным сопротивлением Rдоб = R2 + R3. Прецизионный стабилитрон VD1 вычитает из измеряемого напряжения около 9В, обеспечивая "растяжку" шкалы вольтметра. Резисторы R4 и R5 практически не влияют на измерения. В указанном состоянии ключ на транзисторе VT1 открыт, поэтому индикатор HL3 светится зеленым цветом. Стабилитрон VD2 устраняет незначительную подсветку красного кристалла. При переходе трансивера в режим передачи (ТХ) происходит срабатывание герконового реле К1 и стрелочный прибор начинает функционировать как амперметр с измерительным шунтом RS1. Транзистор VT1 закрывается, и свечение индикатора HL3 меняется на красный цвет. Светодиоды HL1 и HL2 обеспечивают подсветку шкалы стрелочного прибора, а также индицируют включение блока питания в сеть.
Рис.2.
Большинство деталей измерительного узла смонтированы на плате, которая надета на входные зажимы микроамперметра РА1 типа М42102. Он имеет ток полного отклонения 200 мкА, сопротивление рамки 590 Ом и размеры лицевой части 80x80 мм. Можно применить и другие типы измерительных приборов магнитоэлектрической системы на ток от 100 мкА до 1 мА. При этом потребуется подобрать элементы R2, R3, RS1.
Если "растянутая" шкала вольтметра не нужна, можно упростить устройство, фрагмент схемы показан на рис. 2.
Измерительный шунт RS1 изготовляют из манганиновой или константановой проволоки, имеющей высокое удельное электрическое сопротивление. Диаметр проволоки — около 1 мм. На рис. 3 показан шунт, собранный из проволочных резисторов С5-5В (импортные аналоги SQR, KNP). Герконовое реле К1 — самодельное. Обмотка намотана на стеклянном баллоне геркона КЭМ-3 над контактной группой и содержит 15—20 витков провода ПЭВ-2 0,51 мм.
Рис.3.
Светодиоды установлены на шкале стрелочного прибора. Для соединительных проводов в задней крышке микроамперметра сделано небольшое отверстие. В качестве HL1 и HL2 можно применить любые светодиоды, но лучше подобрать яркие импортного производства, например, зеленые. Вместо светодиодов можно установить миниатюрные бесцокольные лампы накаливания для автомагнитол, при этом резистор R1 не нужен. Двухцветный светодиод HL3 может быть АЛС331А.
Налаживание устройства начинают с установки стрелки микроамперметра на предельное значение шкалы при входном напряжении 15 В регулировкой резистора R3. Число витков и положение обмотки реле К1 на герконе подбирают таким образом, чтобы геркон срабатывал при токе, в 2...3 раза превышающем ток потребления трансивера в режиме RX. Затем обмотку фиксируют клеем.
Рис.4.
Подгонку сопротивления шунта производят изменением длины проволоки так, чтобы стрелка микроамперметра отклонилась до предельного значения шкалы при токе 2А (предел измерения тока может быть увеличен). Если шунт выполнен по схеме на рис. 3, отклонение стрелки устанавливают резистором R7.
Точную градуировку шкал вольтметра и амперметра можно осуществить с помощью цифрового мультиметра (например, М-838 фирмы MASTECH). В авторском варианте цена делений составляла 0,2 В и 0,1 А. Шкала стрелочного прибора индивидуальна, поэтому ее нужно изготовить самостоятельно фото способом, на компьютере, либо аккуратно начертить. Возможный внешний вид шкалы изображен на рис. 4.
vectorservis@bk.ru