بـالـون: شناخت، ساخت، سنجش– بخش پایانی- پیوست ها

.

.    

پیوست یکم: بالون ها در عمل

تصویر زیر تعدادی بالون جریان و چوک های مسدودکننده ی جریان نامتقارن را نشان می دهد. دقت به چگونگی اجرای آنها برای دوستداران مخابرات و رادیوآماتوری سودمند است.

.

.

تصویر زیر انواعی از بالون های جریان را نشان می دهد که به عنوان مسدودکننده ی امواج غلاف کار می کنند. این «پارازیت گیر»ها از دستگاه ها در برابر انتشار امواج یا ورود امواج اختلالی حفاظت می کنند.

.

.

به یاد داشته باشید که در سامانه های مخابراتی هر کابل، هر سیم و هر خط انتقال که از دستگاه بیرون می آید، در ایجاد پارازیت گناهکار است، مگر خلاف آن ثابت شود!

.

پیوست دویُّم:

تعیین مقدار تضعیف نامتقارن (تلفات جایگزینی Insertion loss) بر حسب دسی بل ناشی از مقاومت القایی یک بالون جریان و همچنین یک بالون مسدودکننده

مطابق تصویر زیر، یک دستگاه تحلیل گر شبکه (Network Analyzer) تشکیل شده است از:

• یک ژنراتور فرکانس بالا که ولتاژ U_o را تولید می کند، که دارای یک مقاومت داخلی R_i برابر 50 اهم است، و
• بخش آشکارساز (Detector) این دستگاه که به یک مقاومت بار R_L با مقدار اهمی 50 اهم متصل شده است.

هماهنگی امپدانسی بین دو بخش دستگاه وجود دارد زیرا R_i = R_L است. برای روشن کردن نسبت های توان و ولتاژ از مدار معادل این دستگاه در سمت راست تصویر یاری گرفته ایم.

.

.

با متصل کردن خروجی ژنراتور به آشکارساز از طریق یک کابل هم محور 50 اهمی، نتایج زیر در ارتباط با نسبت های ولتاژی و توانی  به دست می آیند:

مقاومت R_i و R_L یک مدار «تقسیم کننده ی ولتاژ» ایجاد می کنند که «ولتاژ بی باری» U_o را به دو بخش ولتاژی U_Ri و U_RL تقسیم می کند. چون R_i و R_L یکسان هستند، هر یک از بخش های ولتاژی حاصله معادل نصف U_o خواهد بود. تقسیم توان P در این مقاومت ها با مربع این ولتاژها متناسب خواهد بود. به عبارت دیگر: P = (½)² = ¼. در صورت نمایش این مقدار بر حسب دسی بل، ¼ نمایشگر توانی برابر 6- دسی بل خواهد بود.

با کالیبره کردن این 6- دسی بل در دستگاه تحلیل گر شبکه، «خط صفر» دستگاه ما به دست می آید.

.

به عنوان یک قاعده ی عملی در اندازه گیری خودالقایی یک بالون، عمدتاً مقاومت القایی بالون باید کمینه 4 برابر امپدانس باری خوانده شود که به آن وصل می شود. در یک سامانه ی 50 اهمی این مقدار برابر 200 اهم خواهد بود. تضعیف جریان های نامتقارن در چنین بالونی فقط در حدود 10 دسی بل خواهد بود. برای این که بالونی قادر به سرکوب موثر جریان های نامتقارن باشد، بهتر است که میزان تضعیف 20 دسی بل هدف قرار گیرد، هدفی که برای رسیدن به آن به مقاومت القایی در حدود یک هزار اهم ضروری خواهد بود.

.

هر گاه بخواهیم میزان تضعیف جریان های نامتقارن در یک بالون را با استفاده از دستگاه تحلیل گر شبکه بسنجیم، آن را مانند یک چوک در مسیر میان خروجی ژنراتور و ورودی آشکارسازِ دستگاه قرار می دهیم.

.

.

همان طور که در تصویر بالا دیده می شود، مقاومت R_i به همراه امپدانس بالون یعنی  Z_Balun و R_L یک مدار تقسیم گر ولتاژِ سه عضوی (متشکل از سه مقاومت) را تشکیل خواهند داد. ولتاژ بی باری (U_o) این شبکه در این حالت به سه بخش ولتاژی U_Ri ، U_Balun و U_RL تقسیم خواهد شد.

در این مثال، ولتاژها متناسب با مقدارهای مقاومتی به نسبت 50:200:50 تقسیم می شوند. این تقسیم را می توان به صورت تناسب زیر هم نشان داد:

.

.

نظر به این که توان تلفاتی در هر یک از مقاومت های این مدار متناسب با مربع ولتاژ دو سر هر مقاومت هست، مقدار توانی که به بخش آشکارساز دستگاه اندازه گیری ما می رسد، فقط مربع یک ششم ولتاژ Uo خواهد بود:

.

.

در نمایش لگاریتمی، این مقدار متناظر است بر 15/6- دسی بل زیرا:

.

.

بنابراین، با قراردادن یک بالون با امپدانس 200 اهم، توان روی آشکارساز دستگاه ما از مقدار کالیبره ی اولیه که 6- دسی بل بود، به 15/6- دسی بل،  به عبارت دیگر به میزان 9/6 دسی بل پایین می رود. نتیجه این که: تضعیف جریان نامتقارن در بالونی با مقاومت القایی 200 اهم در یک سامانه ی 50 اهمی در حدود 10 دسی بل است.

جمع بندی مطالب بالا این است که تضعیف جریان نامتقارن به کمک فرمول و تناسب های مدار تقسیم گر ولتاژ توسط دستگاه تحلیل گر شبکه به صورت زیر قابل بیان است:

.

.

فرمول بالا را می توان برای یک سامانه ی 50 اهمی به صورت زیر ساده کرد:

.

.

هر بالونی با امپدانس 200 اهم در حدود 10 دسی بل، هر بالونی با امپدانس یک کیلواهم 20 دسی بل و هر بالونی با امپدانس 3 کیلواهم 30 دسی بل  تضعیف در جریان های نامتقارن ایجاد می کند.

.

نگاهی انتقادی به بالونی از یک شرکت معروف

در اینجا، به عنوان کلام آخر، به کیفیت اجرا و خطاهای مهندسی در طراحی یک بالون ساخت  شرکت آمریکایی «فریتسل» از نوع AMA از سری محصولات 83 FR1012 می پردازیم. به ادعای سازنده، این بالون دوام ولتاژی کافی در کاربرد تحت 1/4 کیلووات در «مـُد اس.اس.بی.» و 750 وات در «مـُد پیوسته» را داراست.

در ساخت این بالون از یک هسته ی فریت FT240-61 یا انواع مشابه آن با ضریب AL=200 استفاده شده است.

اندوکتانس های ورودی و خروجی این بالون در حدود 100 میکروهانری هستند که با این وصف روی باند 1/8 مگاهرتز یک مقاومت القایی به میزان تقریباً یک کیلواهم از خود ظاهر می کند.

.

.

در تصویرهای بالا، ساختمان داخلی این بالون ولتاژ 1:1 «فریتسل» دیده می شود که شامل 11 دور از سه رشته سیم لاکی تابیده شده است.

با توجه به انتشار توان 1/4 کیلووات (750 وات) و گرم شدن هسته ی بالون، به نظر نمی رسد که لحیم کردن پایانه های بالون به اتصالات کانکتور درست بر روی هسته ی بالون، مونتاژ اطمینان بخشی باشد. بعید نیست که این اتصال های لحیمی، بر اثر سرد و گرم شدن های متناوب، به مرور دچار «لحیم سردی» شده و چه بسا کاملاً باز شوند. روشن است که استفاده کننده از این بالون در حالت اول، به علت قطع و وصل شدن های اتفاقی این اتصالات، با ناپایداری در وضعیت آنتن خود روبرو خواهد بود، و در حالت دوم با عدم انتشار مواجه می شود. با دقت در تصویر بالا چپ، مشاهده می شود که چون هسته ی بالون از جای پیش بینی شده برای آن کوچک تر است، برای لقی گیری از اسفنج استفاده کرده اند. به تجربه می دانیم که اسفنج بر اثر عواملی مانند گرما و طول زمان خاصیت ارتجاعی خود را از دست داده، پودر می شود و می ریزد. پیش بینی می شود که استفاده از بالون در محیط باز و زیر عوامل آب و هوایی و جوی به روند تخریب پلیمرهای تشکیل دهنده ی اسفنج کمک کند و در مدت کوتاهی بالون در محفظه ی خود رها و لق شود. در این حال، تکان خوردن بالون می تواند خراب شدن اتصالات لحیمی را تسریع کند.

.

پایان

.

.

مطالب مرتبط:

بـالـون: شناخت، ساخت، سنجش -7

بـالـون: شناخت، ساخت، سنجش -6

بـالـون: شناخت، ساخت، سنجش -5

بـالـون: شناخت، ساخت، سنجش -4

بـالـون: شناخت، ساخت، سنجش -3

بـالـون: شناخت، ساخت، سنجش -2

بـالـون: شناخت، ساخت، سنجش -1

.

.

www. etesalkootah.ir ||   2016-05-14 © 

2015 www.etesalkootah.ir  © All rights reserved.

تمامی حقوق برای www.etesalkootah.ir محفوظ است. بیان شفاهی بخش یا تمامی یک مطلب از www.etesalkootah.ir در رادیو،  تلویزیون و رسانه های مشابه آن با ذکر واضح "اتصال کوتاه دات آی آر" بعنوان منبع مجاز است. هر گونه  استفاده  کتبی از بخش یا تمامی هر یک از مطالب www.etesalkootah.ir در سایت های اینترنتی در صورت قرار دادن لینک مستقیم و قابل "کلیک" به آن مطلب در www.etesalkootah.ir مجاز بوده و در رسانه های چاپی نیز در صورت چاپ واضح "www.etesalkootah.ir" بعنوان منبع مجاز است.

.