Zadałem więc pytanie, co się dzieje z energia odbitą przy wysokim SWR, bo osobiście uważam, że jednak wysoki SWR to problem, a energia odbita może być tracona nie tylko w linii. ...
Może na takie uproszczone pytanie ktoś zna sensowną odpowiedź: Nadajnik, którego uproszczonym modelem jest źródło napięcia w.cz. powiedzmy 100 V połączone szeregowo z rezystancją wewnętrzną 50 omów obciążamy bezstratna linią ćwierćfalową 50 omów, otwartą na końcu. W linii mierzymy SWR. Jle wynosi? Co się dzieje z energia padającą ("wtłaczaną") i odbitą w linii?
Linia ćwierćfalowa ma taką własność, że otwarta na końcu wykazuje zwarcie na wejściu, a więc rezystor 50Ohm modelujący rezystancję wewnętrzną źródła jest dołączony równolegle do SEM o napięciu 100V. W obwodzie płynie prąd 100V/50Ohm=2A a na rezystorze wydziela się moc 100V*2A=200W. SWR w linii dąży do nieskończoności. Prąd na otwartym końcu linii wynosi 0, a napięcie 100V (141V wartości szczytowej). Na wejściu linii prąd wynosi 2A a napięcie 0V
Gdyby linię zewrzeć na końcu to moc tracona w rezystorze byłaby zerowa, ale SWR w linii dalej dążyłoby do nieskończoności.
Gdyby linię obciążyć rezystorem równym impedancji falowej linii czyli 50Ohm to wydzieli się w nim moc 100W, oraz 100W wydzieli się w rezystancji wewnętrznej źródła. SWR w linii będzie równe 1.
Rozumiem, że intencją autora zadania jest wykazanie, że moc tracona w rezystancji wewnętrznej źródła jest uzależniona od SWR w dołączonej linii transmisyjnej. Tak jest w rzeczywistości, gdy wyjście wzmacniacza można zamodelować SEM z szeregową rezystancją wewnętrzną. W wzmacniaczach mocy nadajników sytuacja jest nieco bardziej skomplikowana.
A teraz proszę odpowiedzieć na moje pytanie: co będzie, gdy w omawianym zadaniu linia będzie nieskończenie długa ?
A teraz proszę odpowiedzieć na moje pytanie: co będzie, gdy w omawianym zadaniu linia będzie nieskończenie długa ?
Andrzej
Oczywista oczywistość iż:
100 watów w.cz. doprowadzone do bezstratnej, nieskończenie długiej linii, po nieskończenie długim czasie odbije się od jej końca i powróci do nadajnika. W nadajniku, (na jego rezystancji wewnętrznej) zamieni się w ciepło, powodując powstanie nieskończonej ilości dymu. _________________ Marek.
...W wzmacniaczach mocy nadajników sytuacja jest nieco bardziej skomplikowana.
Wielki szacun. Wyjaśniłeś prosto i rzeczowo, bez linków, psychologii i magii, co się tu zdarza niezmiernie rzadko. Oczywiście nadajnik nie jest ani źródłem napięciowym, ani źródłem energii "wtłaczanej" do linii. Natomiast uproszczone modele pozwalają wyjaśniać zachodzące procesy. Generalnie chodziło mi o obalenie stałych mitów, takich jak: 1. "SWR nie ma znaczenia, bo energia odbita jest tracona najwyżej w kablu". 2. "Energia odbita nie może wydzielić się w nadajniku". 3. "Energia odbita nie jest rzeczywista". 4. "Skrzynki antenowe wyłącznie oszukują nadajnik". 5. I kolejnych, które niczym krasnaja armia były, są i będą po wieczne czasy.
Jeśli linia będzie nieskończenie długa, bezstratna i dopasowana to to SWR =1 i "wtłaczana będzie do niej połowa energii"...
Dlaczego natomiast w moim modelu dla zwartej linii ćwierćfalowej na rezystancji wewnętrznej nadajnika nie wydziela się energia, pomimo że zachodzi zjawisko odbicia? Na marginesie takie zjawisko podawane jest przez poważnych amerykańskich kolegów jako dowód, że energia odbita nie może wydzielić się w źródle.
Generalnie chodziło mi o obalenie stałych mitów, takich jak: 1. "SWR nie ma znaczenia, bo energia odbita jest tracona najwyżej w kablu". 2. "Energia odbita nie może wydzielić się w nadajniku". 3. "Energia odbita nie jest rzeczywista". 4. "Skrzynki antenowe wyłącznie oszukują nadajnik". 5. I kolejnych, które niczym krasnaja armia były, są i będą po wieczne czasy.
Spokojnie, to tylko mity. Ten świat nie jest czarno-biały. NIE DA SIĘ złożonych zjawisk fizycznych opisać jednym zdaniem.
ad.1 Zależy jaki kabel (długość, stratność itp.), jakie wyjście nadajnika itp. Prawdziwość mitu od 1% do 99%. ad.2 Jak wyżej. ad.3 Niedopasowanie zazwyczaj powoduje przesunięcia fazowe między prądem a napięciem. I znów, wartość mocy pozornej od 1% do 99%. ad.4 Temat rzeka. Skrzynka antenowa, co to jest? Przesuwnik fazowy? Obwód rezonansowy? Transformator o jakiejś przekładni napięciowej? Filtr dolno lub górno-przepustowy? Skrzynka antenowa (zestrojona) bez podłączonej anteny oszukuje nadajnik, ale też ogrzewa pokój radiowy. Mit w 100% pozytywny.
edit I jeszcze jedno. Można, do obliczeń, założyć istnienie zerowej rezystancji, bezstratnej linii itp. Jeśli takich abstrakcyjnych tworów używa się do tworzenia dalszych teorii, to wychodzi jeszcze większa abstrakcja, czyli BZDURA. _________________ Marek.
Rozumiem, że intencją autora zadania jest wykazanie, że moc tracona w rezystancji wewnętrznej źródła jest uzależniona od SWR w dołączonej linii transmisyjnej. Tak jest w rzeczywistości, gdy wyjście wzmacniacza można zamodelować SEM z szeregową rezystancją wewnętrzną. W wzmacniaczach mocy nadajników sytuacja jest nieco bardziej skomplikowana. A teraz proszę odpowiedzieć na moje pytanie: co będzie, gdy w omawianym zadaniu linia będzie nieskończenie długa ? Andrzej
Przy nieskończonej linii długiej odbicie nigdy nie nastąpi, więc źródło będzie obciążone impedancją falową tej linii. Rozpatrywanie nadajnika jako źródła napięciowego z szeregową rezystancją wewnętrzną jest moim zdaniem błędne. Bliżej temu do źródła prądowego. Zasymulowałem najprostszą końcówkę mocy w klasie C, z obwodem rezonansowym w kolektorze. Jeżeli mamy dopasowanie, to na tranzystorze wydziela się podobna moc co na obciążeniu, czyli 1/2 mocy tranzystor 1/2 mocy obciążenie. Jeżeli obciążymy zwarciem, to na tranzystorze wydziela się cała moc - ryzyko przekroczenia mocy tranzystora. Jeżeli obciążymy rozwarciem to na tranzystorze wydziela się jedynie 1/6 mocy, ale napięcie na kolektorze jest prawie 2 razy wyższe niż przy układzie z dopasowaniem. - Ryzyko przebicia napięciowego tranzystora.
sp6rgb pisze:
Witam.Co się dzieje z mocą odbitą od anteny kiedyś pokazałem w prostym doświadczeniu, które każdy może powtórzyć w domu.
Ale tu używasz skrzynki antenowej, reflektometr masz podłączony pomiędzy skrzynką a anteną. Jeżeli końcówka widzi SWR 1.0 to wiadomo, że w końcówce mocy moc odbita się nie wydzieli, bo ta moc odbita do tej końcówki wtedy nie dociera.
RV12P2000 pisze:
Generalnie chodziło mi o obalenie stałych mitów, takich jak: 1. "SWR nie ma znaczenia, bo energia odbita jest tracona najwyżej w kablu". 2. "Energia odbita nie może wydzielić się w nadajniku". 3. "Energia odbita nie jest rzeczywista". 4. "Skrzynki antenowe wyłącznie oszukują nadajnik".
Tak, to moim zdaniem są mity, jeżeli ktoś twierdzi, że któryś z nich jest prawdą, to proszę o wyjaśnienie, bo oczywiście mogę być w błędzie. Oczywiście może być sytuacja, że w specyficznej konfiguracji taki mit jest prawdziwy, jak np na filmiku sp6rgb w wyniku użycia skrzynki antenowej, ale to jest właśnie dzięki skrzynce antenowej, która jest czymś dodatkowym. Mam na myśli pracę normalnej końcówki mocy z filtrami.
RV12P2000 pisze:
Dlaczego natomiast w moim modelu dla zwartej linii ćwierćfalowej na rezystancji wewnętrznej nadajnika nie wydziela się energia, pomimo że zachodzi zjawisko odbicia? Na marginesie takie zjawisko podawane jest przez poważnych amerykańskich kolegów jako dowód, że energia odbita nie może wydzielić się w źródle.
W tym przypadku źródło nie jest obciążone, prąd nie płynie, a więc nie produkuje mocy. Jak niepodłączona bateria. Produkowane jest jedynie napięcie.
Witam.Co się dzieje z mocą odbitą od anteny kiedyś pokazałem w prostym doświadczeniu, które każdy może powtórzyć w domu.
Ale tu używasz skrzynki antenowej, reflektometr masz podłączony pomiędzy skrzynką a anteną. Jeżeli końcówka widzi SWR 1.0 to wiadomo, że w końcówce mocy moc odbita się nie wydzieli, bo ta moc odbita do tej końcówki wtedy nie dociera.
Może jeszcze małe uzupełnienie do filmu który udostępniłem: 1. Końcówka nie widzi SWR 1:1, chyba że rozumiesz przez to, że skrzynka antenowa w TRXie dopasowała impedancję wyjściową nadajnika do impedancji wejściowej linii zasilającej. Taka jest rola skrzynek antenowych w nowoczesnych TRXach i w zasadzie mówienie w tym przypadku o SWR nie jest szczęśliwe i chyba wprowadza w błąd wiele osób. Co prawda pomiar w TRXie pokazuje nam SWR, ale to nie ten sam SWR, który mamy w linii zasilającej. Widać to dobrze na filmie, który udostępniłem. Przy okazji - w nadajnikach lampowych nikt nie mówił o skrzynce antenowej tylko o PI-filtrze dopasowującym, chociaż praktycznie to to samo. Kręciłem LOAD i PLATE i działało 2. W układzie jak na filmie moc odbita od anteny wraca do nadajnika i odbija się ponownie wracając do anteny. Tak samo byłoby, gdyby nie było skrzynki antenowej, ale stopień końcowy był dopasowany do impedancji wejściowej linii zasilającej (tu robi to skrzynka w TRXie). Stąd miernik pokazuje sumę mocy padającej i odbitej, co przy mocy wychodzącej z nadajnika 30W daje moc na mierniku prawie 50W. Wszystko jest ok i przy linii bezstratnej, niezależnie od wartości SWR, zostanie wypromieniowana cała moc dostarczana z nadajnika. 3. Jeżeli wyjście nadajnika nie jest dopasowane do wejścia linii zasilającej to stopień końcowy pracuje przy nieprawidłowo dobranym obciążeniu i następuje grzanie stopnia końcowego. Załóżmy, że mamy linię zasilającą idealnie dopasowaną do anteny czyli nie mamy mocy odbitej (antena to rezystor 50Ohm i linia zasilająca też 50Ohm). Co się będzie działo, jeżeli wyjście nadajnika jest zaprojektowane na 12+j5, a na wejściu linii zasilającej mamy 50+j0? Nie ma fali odbitej czyli wszystko jest OK? No raczej nie. Mamy duże niedopasowanie, które należy usunąć.
Może to oczywiste co napisałem, ale słuchając na pasmach mam wrażenie, że chyba nie dla wszystkich.
Może to oczywiste co napisałem, ale(...)chyba nie dla wszystkich. 73! Robert
Robert, ja już stwierdziłem, że nie warto zachodu i niech każdy żyje w swoim świecie. Jednym fala odbita "grzeje" tranzystory, dla innych jest zbawieniem przy konstrukcji układów dopasowujących. Jednym skrzynka antenowa blokuje odbiór, innym służy do do realnych celów. Jedni i drudzy przeprowadzają qso i czerpią z tego przyjemność. W czym więc problem? Pozdrawiam. B. sp7ivo
Może to oczywiste co napisałem, ale(...)chyba nie dla wszystkich. 73! Robert
Robert, ja już stwierdziłem, że nie warto zachodu i niech każdy żyje w swoim świecie. Jednym fala odbita "grzeje" tranzystory, dla innych jest zbawieniem przy konstrukcji układów dopasowujących. Jednym skrzynka antenowa blokuje odbiór, innym służy do do realnych celów. Jedni i drudzy przeprowadzają qso i czerpią z tego przyjemność. W czym więc problem? Pozdrawiam. B. sp7ivo
Masz rację ponad wszelką wątpliwość - róbmy łączności i cieszmy się z fajnego hobby!
Końcówka nie widzi SWR 1:1, chyba że rozumiesz przez to, że skrzynka antenowa w TRXie dopasowała impedancję wyjściową nadajnika do impedancji wejściowej linii zasilającej. Taka jest rola skrzynek antenowych w nowoczesnych TRXach i w zasadzie mówienie w tym przypadku o SWR nie jest szczęśliwe i chyba wprowadza w błąd wiele osób. Co prawda pomiar w TRXie pokazuje nam SWR, ale to nie ten sam SWR, który mamy w linii zasilającej.
Nie bardzo rozumiem tego i dalszych wyjaśnień. Interesuje nas dopasowanie końcówki mocy nadajnika do systemu antenowego, czyli SWR między końcówką, a wejściem skrzynki lub linii zasilającej. Dokładnie ten SWR pokazuje radio. Włączanie miernika za skrzynką i pomiar tam SWR, jak u Bieńkowskiego, ma wartość jedynie poznawczą, umożliwia zrozumienie zjawisk. A na przykład w takim ramieniu dipola fala jest stojąca, SWR potężny i o to chodzi...
Końcówka nie widzi SWR 1:1, chyba że rozumiesz przez to, że skrzynka antenowa w TRXie dopasowała impedancję wyjściową nadajnika do impedancji wejściowej linii zasilającej. Taka jest rola skrzynek antenowych w nowoczesnych TRXach i w zasadzie mówienie w tym przypadku o SWR nie jest szczęśliwe i chyba wprowadza w błąd wiele osób. Co prawda pomiar w TRXie pokazuje nam SWR, ale to nie ten sam SWR, który mamy w linii zasilającej.
Nie bardzo rozumiem tego i dalszych wyjaśnień. Interesuje nas dopasowanie końcówki mocy nadajnika do systemu antenowego, czyli SWR między końcówką, a wejściem skrzynki lub linii zasilającej. Dokładnie ten SWR pokazuje radio. Włączanie miernika za skrzynką i pomiar tam SWR, jak u Bieńkowskiego, ma wartość jedynie poznawczą, umożliwia zrozumienie zjawisk. A na przykład w takim ramieniu dipola fala jest stojąca, SWR potężny i o to chodzi...
Chodzi właśnie o rozumienie zjawisk, które dla większości niestety nie są zrozumiałe. A czy mógłbyś wyjaśnić co to jest potężny SWR i fala stojąca w ramieniu dipola? . Chyba pójdę za przykładem sp7ivo robić łączności
........ I jeszcze jedno. Można, do obliczeń, założyć istnienie zerowej rezystancji, bezstratnej linii itp. Jeśli takich abstrakcyjnych tworów używa się do tworzenia dalszych teorii, to wychodzi jeszcze większa abstrakcja, czyli BZDURA.
Wypada przypomnieć, że wszystkie obecnie, tak chętnie stosowane aplikacje komputerowe, opisujące otaczającą rzeczywistość, powstawały w drodze ewolucji modeli matematycznych zjawisk fizycznych, od najprostszych (wyidealizowanych) do coraz bardziej złożonych. Wszystko dzięki wiedzy, inteligencji i pomysłowości naszych Przodków. ...
Teza, pytanie (w zakresie fal krótkich): - jest nadajnik (źródło SEM RF, szeregowo z Rwew 50 Ohm), - jest "skrzynka" (układ dopasowujący, czwórnik zdolny transformować rezystancję, kompensować reaktancję), - jest linia o przypadkowej długości i przypadkowej impedancji falowej, którą można traktować jako linię bezstratną, w praktyce np. kawałek linii drabinkowej, powietrznej, - jest antena dipol (o przypadkowej długości ramion, w praktyce po kilkanaście metrów ... Cu) __________________________________________________________________________________________
Czy dojdzie do emisji pełnej mocy nadajnika przez antenę, bez strat (bo gdzie?) i niezależnie od SWR w linii ? (nadajnik widzi SWR 1:1 dzięki właściwościom "skrzynki")
........ I jeszcze jedno. Można, do obliczeń, założyć istnienie zerowej rezystancji, bezstratnej linii itp. Jeśli takich abstrakcyjnych tworów używa się do tworzenia dalszych teorii, to wychodzi jeszcze większa abstrakcja, czyli BZDURA.
Wypada przypomnieć, że wszystkie obecnie, tak chętnie stosowane aplikacje komputerowe, opisujące otaczającą rzeczywistość, powstawały w drodze ewolucji modeli matematycznych zjawisk fizycznych, od najprostszych (wyidealizowanych) do coraz bardziej złożonych. Wszystko dzięki wiedzy, inteligencji i pomysłowości naszych Przodków. ...
Mała poprawka: Aplikacje komputerowe nie opisują rzeczywistości. One służą do obliczeń. Można przyjąć pewne uproszczenia do obliczeń, ale nie można na ich podstawie tworzyć nowych teorii.
Przykład:
Można przyjąć że 1 metr porządnego fidera nie wnosi strat? Można! Można przyjąć że porządne złącze "N" (beczka i wtyki) nie wnosi strat? Można!
No to sobie łączymy 1000 takich metrowych kabelków. HURAAA ! Teoretycznie mamy kilometr bezstratnej linii. Tylko, kurna nikt nas nie słyszy.
Wniosek: Korespondenci muszą zamontować przedwzmacniacze, o nieskończenie dużym wzmocnieniu. _________________ Marek.
Teza, pytanie (w zakresie fal krótkich): - jest nadajnik (źródło SEM RF, szeregowo z Rwew 50 Ohm), - jest "skrzynka" (układ dopasowujący, czwórnik zdolny transformować rezystancję, kompensować reaktancję), - jest linia o przypadkowej długości i przypadkowej impedancji falowej, którą można traktować jako linię bezstratną, w praktyce np. kawałek linii drabinkowej, powietrznej, - jest antena dipol (o przypadkowej długości ramion, w praktyce po kilkanaście metrów ... Cu) __________________________________________________________________________________________
Czy dojdzie do emisji pełnej mocy nadajnika przez antenę, bez strat (bo gdzie?) i niezależnie od SWR w linii ? (nadajnik widzi SWR 1:1 dzięki właściwościom "skrzynki")
Oczywiście pełna moc będzie wyemitowana. Linia bezstratna nie powoduje strat. Jeszcze tylko drobniutkie uproszczenie, skrzynka też jest bezstratna. No i antena z Cu oczywiście też.
Mamy piękną, teoretyczną stację DX-ową.
Btw. Kto produkuje, te opisywane ostatnio przez wszystkich, nadajniki z wewnętrzną rezystancją 50 om ?? _________________ Marek.
Btw. Kto produkuje, te opisywane ostatnio przez wszystkich, nadajniki z wewnętrzną rezystancją 50 om ??
Moim zdaniem oporność (impedancja) wyjściowa generatora (wzmacniacza) to jedno z prostszych zagadnień w tym wszystkim, w miarę zgodne z teorią dopasowania źródła do obciążenia. Dla wydzielenia Pmax w obciążeniu Zźr = Zobc. Oczywiście 50 Ohm jest wartością zwyczajowo przyjętą w urządzeniach radiokomunikacyjnych... Szczerze, przy m.cz. w stopniach mocy profesjonalnych końcówek estradowych te warunki są niezwykle istotne, zbadane, opisane i wyżyłowane w praktyce, a jak w dziedzinie RF ?
W praktyce pomiędzy nadajnikiem a anteną zawsze są elementy wnoszące straty (koncentryk, złącza, układy dopasowujące takie jak skrzynki antenowe, baluny). Moc dostarczona do anteny zależy od sumy strat na elementach pomiędzy nadajnikiem a anteną powiększaną o stratę na SWR (czym wyższy SWR tym wyższe straty). Jeśli nie ma skrzynki antenowej i SWR wynosi 1, to straty wynikają wyłącznie z koncentryka i złącz. Jeśli SWR rośnie, rosną straty proporcjonalnie do strat elementów pomiędzy nadajnikiem a anteną. Jeśli za pomocą skrzynki wyeliminujemy wysoki SWR, to straty będą wynikały z tłumienia koncetryka i złącz, ale sama skrzynka i złącza do skrzynki spowodują dodatkowe straty. Dlatego też nie warto używać skrzynki przy niskim SWR, bo osiągnięty spadek SWR niewystarczająco zmniejszy straty w porównaniu do strat wywołanych wpiętą skrzynką antenową. Jeśli mamy problem z wysokim SWR, to celowym będzie zastosowanie koncentryka o jak najmniejszych stratach, bo wtedy wpływ SWR na straty będzie relatywnie niski. Mam np. koncentryk, który wnosi stratę na poziomie 0,765 dB, co przy SWR 3 daje dodatkową stratę na poziomie 0,41 dB. Sumarycznie moc mi spada ze 100W do 76W, przy czym za spadek mocy bardziej odpowiada koncentryk a nie wysoki SWR. Przy SWR 1,5 dodatkowa strata wyniosłaby tylko 0,0534 dB. Pytanie, czy skrzynka wniesie mniejszą stratę niż 0,41 dB dodatkowej straty z SWR wynoszącego 3 bez skrzynki i 1 ze skrzynką? Rezonans anteny jest przy tym drugorzędny. Oczywiście wysoki SWR może zabić nam nadajnik, dlatego warto stosować skrzynkę antenową w celu ochrony nadajnika przed wysokim SWR. Jak sobie poradzimy ze stratami pomiędzy nadajnikiem a anteną, to o sukcesie zaważy skuteczność i kierunkowość anteny (mi.in. wysokość nad ziemią i otoczenie). Przy omawianym dipolu, koncentryku o stratach 0,765 dB, SWR wynoszącym 3 powodującym dodatkowe straty na poziomie 0,41 dB, moc dostarczona do anteny wyniesie 76W (100W w nadajniku), a wypromieniowana moc wyniesie 125W (2,15dB zysku z dipola). Pytanie, w którym kierunku (właściwym dla dipola) ta moc wypromieniuje i co po drodze napotka?
Moim zdaniem oporność (impedancja) wyjściowa generatora (wzmacniacza) to jedno z prostszych zagadnień w tym wszystkim, w miarę zgodne z teorią dopasowania źródła do obciążenia. Dla wydzielenia Pmax w obciążeniu Zźr = Zobc. Oczywiście 50 Ohm jest wartością zwyczajowo przyjętą w urządzeniach radiokomunikacyjnych... Szczerze, przy m.cz. w stopniach mocy profesjonalnych końcówek estradowych te warunki są niezwykle istotne, zbadane, opisane i wyżyłowane w praktyce, a jak w dziedzinie RF ?
Ja się czepiam uproszczeń.
Rezystancja, a impedancja to nie te same omy. Taki zwykły kondensator, rezystancja prawie nieskończona, a reaktancja w pobliżu zera. (dla prądu przemiennego)
Akustyka, świetny temat.
Przyjmijmy że:
-Kable głośnikowe są bezstratne. -Głośniki mają sprawność 100%. -Pogłos, echo nie występują. -Publiczność nie wprowadza dodatkowego tłumienia.
Pytanie:
Czy do nagłośnienia Stadionu Narodowego 10 watów wystarczy ?
FILMY VIDEO 
