Đo độ nhạy của máy thu thanh bằng ăng ten từ tính. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / thu sóng vô tuyến

 Bình luận bài viết

Ăng ten từ được sử dụng rộng rãi trong máy thu vô tuyến để nhận tín hiệu trong băng tần LW, MW và ít phổ biến hơn là KB. Để đo độ nhạy tại vị trí của ăng-ten của đài phát thanh, sử dụng một kỹ thuật đã biết, tạo ra một trường điện từ có cường độ đã biết. Bài báo phân tích kỹ thuật này và đưa ra các khuyến nghị để cải thiện nó.

Độ nhạy của máy thu vô tuyến là một giá trị của tín hiệu đầu vào mà tại đó tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu nhất định được tạo ra ở đầu ra của nó. Khi đo độ nhạy điện áp, đầu vào của máy thu vô tuyến được kết nối với bộ tạo tín hiệu thông qua ăng-ten tương đương - một mạch điện mô phỏng các thông số của ăng-ten bên ngoài. Đối với máy thu thanh có anten từ trường, người ta tiến hành đo độ nhạy trường, nhưng trong tài liệu kỹ thuật rất ít chú ý đến vấn đề này. Thông thường, mọi thứ liên quan đến các phương pháp được cho là nổi tiếng [1-3], bản chất của nó là tạo ra một cường độ từ trường nhất định bằng cách sử dụng một vòng dây mang dòng điện được kết nối với một máy phát đo lường. Bằng cách thay đổi tín hiệu máy phát, có tính đến hệ số chuyển đổi khung, cường độ trường được tìm thấy tại đó tín hiệu đầu ra của máy thu vô tuyến có các tham số cần thiết.

Làm quen với các nguồn [1-3] cho thấy kỹ thuật tương tự cũng được thực hiện, trong đó một khung hình vuông lật một lần với cạnh 380 mm, được làm bằng một ống đồng có đường kính 3 ... 5 mm, Được sử dụng. Nó được kết nối trực tiếp với đầu ra của bộ tạo tín hiệu thông qua một điện trở 80 ohm. Giữa anten từ của máy thu thanh đặt cách tâm khung 1 m sao cho trục của anten vuông góc với mặt phẳng của khung. Trong trường hợp này, cường độ trường (mV / m) tại vị trí của ăng ten từ tính bằng số bằng điện áp đầu ra của bộ tạo tín hiệu (mV).

Việc áp dụng kỹ thuật này với việc sử dụng máy phát tín hiệu RF hiện đại đã dẫn đến kết quả đáng buồn - độ nhạy đo được của máy thu vô tuyến hóa ra kém hơn khoảng mười lần so với dự kiến. Một nghiên cứu chi tiết hơn về tình huống này cho thấy rằng kỹ thuật này được phát triển cho trường hợp sử dụng bộ tạo GSS-6, trong đó, khi bộ suy hao bên ngoài tắt, tín hiệu đầu ra lớn hơn mười lần so với số đọc của bộ suy hao của nó ( bộ suy giảm bên ngoài có hệ số truyền 10, 1 và 0,1). Do đó, điện áp trên khung cao hơn mười lần và tổng hệ số chuyển đổi của tín hiệu máy phát thành trường điện từ bằng 1 do hệ số chuyển đổi của khung đo là 0,1. Ngoài ra, trở kháng đầu ra của máy phát GSS-6 ở chế độ này là 80 ohms, điều này giải thích cho điện trở của điện trở bổ sung. Nhưng các bộ tạo tín hiệu RF hiện đại thường có trở kháng đầu ra là 50 ôm. Tất cả điều này đã thúc đẩy chúng tôi sửa lại phương pháp nổi tiếng để kiểm tra độ nhạy của máy thu bằng ăng-ten từ tính.

Hãy bắt đầu với khung từ tính. Cái gọi là khung tiêu chuẩn bao gồm một cuộn dây hình vuông với cạnh là 380 mm và được sử dụng trong dải tần số 0,15 ... 1,6 MHz. Rõ ràng, kích thước của nó nhỏ hơn nhiều so với bước sóng của bức xạ, và khoảng cách từ khung đến anten từ trường lớn hơn kích thước của nó, do đó, trong dải tần hoạt động, nó là một bộ tản nhiệt từ trường cơ bản.

Phân tích trường của một bộ phát từ trường sơ cấp [4] cho thấy rằng ở khoảng cách r <λ, từ trường tồn tại theo mọi hướng từ bộ phát. Hai hướng được quan tâm (thể hiện trong hình). Đầu tiên là vuông góc với mặt phẳng của khung, trong khi trục của anten từ trường nên hướng vào tâm của khung. Về mặt lý thuyết, hướng này trong vùng xa tương ứng với cực tiểu của mẫu bức xạ. Thứ hai nằm trong mặt phẳng của khung, trong khi trục của anten từ trường vuông góc với nó. Trong vùng xa, hướng này tương ứng với dạng bức xạ cực đại của bộ phát.

Sử dụng các biểu thức cho cường độ từ trường theo các hướng này [4] và truyền từ mômen từ của bộ rung tới khung có dòng điện [5], chúng ta thu được

trong đó H1 H2 lần lượt là cường độ thành phần từ trường tại điểm 1 và điểm 2 (xem hình vẽ); S - diện tích khung, m2; I - dòng điện trong khung, A; d là khoảng cách giữa các tâm của khung và anten từ, m; A, - bước sóng tín hiệu, m.

Biểu thức (1), (2) giúp ta có thể tính được cường độ từ trường tại bất kỳ khoảng cách nào so với khung theo hai phương. Có thể chứng minh rằng ở khoảng cách nhỏ {λ / 2π) chúng trùng với biểu thức của từ trường của mạch dây với dòng điện một chiều. Nhưng cường độ của trường điện từ thường được đo bằng cường độ của thành phần điện của nó. Trong trường điện từ được hình thành, có một mối quan hệ chặt chẽ giữa cường độ của các thành phần điện và từ. Để tìm cường độ thành phần điện trường ứng với thành phần từ trường đã biết, cần nhân biểu thức (12) với lực cản sóng của môi trường, giá trị này bằng 120π đối với không khí. Có tính đến thực tế là ở khoảng cách nhỏ 2πr << λ, các biểu thức này được biến đổi:

trong đó E1, E2 lần lượt là cường độ trường điện từ tại các điểm 1 và 2 (xem hình vẽ).

Biểu thức thu được cho thấy cường độ của trường điện từ gần mạch vòng với dòng điện phụ thuộc vào diện tích của nó, giá trị của dòng điện, tỷ lệ nghịch với lập phương của khoảng cách và không phụ thuộc vào bước sóng. Trong trường hợp này, cường độ trường theo hướng thứ nhất lớn hơn theo hướng thứ hai hai lần. Đặc biệt, điều này giải thích thực tế là trong máy dò kim loại, trong hầu hết các trường hợp, vị trí của cuộn dây được sử dụng, song song với bề mặt được kiểm tra.

Sử dụng biểu thức (3), (4), người ta có thể tính toán cường độ trường cho một khung có kích thước chấp nhận được với cường độ dòng điện và khoảng cách đã biết. Tuy nhiên, sẽ thuận tiện hơn nếu liên hệ cường độ trường với tín hiệu đầu ra của bộ tạo tín hiệu mà vòng lặp được kết nối. Để thiết lập dòng điện, một điện trở bổ sung được mắc nối tiếp với nó. Thông thường, điện kháng cảm ứng của mạch vòng là không đáng kể và có thể bỏ qua. Trong trường hợp này, dòng điện trong mạch vòng mà không tính đến điện trở cảm ứng của nó bằng

trong đó U là điện áp đầu ra (theo số đọc của bộ suy giảm) của máy phát, V; Rr - điện trở đầu ra của máy phát, Ohm; Rd là điện trở của biến trở bổ sung, Ohm.

Kết quả là, các biểu thức

Trong đó K1 K2 là hệ số biến đổi điện áp tín hiệu máy phát thành cường độ trường điện từ tại vị trí của anten thu lần lượt tại điểm 1 và 2 (xem hình vẽ).

Biểu thức (5), (6) có thể tính toán hệ số chuyển đổi của tín hiệu đầu ra của máy phát thành giá trị của cường độ trường điện từ hoặc để xác định diện tích của khung hoặc khoảng cách tới khung đó với một giá trị nhất định là hệ số chuyển đổi. Theo chúng, trong một kỹ thuật nổi tiếng, hệ số chuyển đổi cho khung hình vuông có cạnh 380 mm, máy phát điện có điện trở đầu ra là 80 Ohms và một điện trở bổ sung có cùng điện trở cho giá trị 0,108 tại a khoảng cách 1 m. Rõ ràng, trong kỹ thuật này, khung được tính cho hệ số chuyển đổi 0,1. Một lỗi nhỏ, rất có thể, là do làm tròn kích thước khung hình lên trên và không đáng kể đối với việc đo độ nhạy.

Đối với các máy phát tín hiệu hiện đại có trở kháng đầu ra là 50 ôm với khung như vậy có thêm điện trở 80 ôm, hệ số chuyển đổi K1 = 0,133 và với điện trở bổ sung là 51 ôm K1 = 0,172, điều này không thuận tiện cho việc sử dụng thực tế.

Kích thước của khung (diện tích của nó) với hệ số chuyển đổi K, = 1 có thể được xác định từ biểu thức (5). Đối với r \ u1d 50 m, Rr \ u51d 0,84 Ohm, Rd \ u2d 0,917 Ohm, diện tích phải là 1,035 m4. Điều này tương ứng với khung hình vuông có cạnh khoảng 4,5 m hoặc khung hình tròn có đường kính 1 m. Nhưng độ tự cảm của nó, tùy thuộc vào đường kính dây được sử dụng, sẽ là XNUMX ... XNUMX mH, điều này sẽ dẫn đến một điều đáng chú ý sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong khung vào tần số tín hiệu ở tần số trên XNUMX MHz. Ngoài ra, các kích thước như vậy trở nên tương xứng với khoảng cách tới ăng-ten, do đó các công thức thu được cho một bộ tản nhiệt từ trường cơ bản trở nên không thể áp dụng được.

Sẽ thuận tiện hơn khi sử dụng hệ số chuyển đổi K1 = 0,1, điều này sẽ cho phép sử dụng khung tương đối nhỏ với diện tích 0,085 m2 - điều này tương ứng với khung hình vuông có cạnh 291 mm hoặc khung hình tròn có đường kính 328 mm. Với đường kính dây dẫn là 3 mm, độ tự cảm của nó là 1 mH. Đối với các khung như vậy, với một điện trở bổ sung là 51 ôm, tín hiệu đầu ra của máy phát, bằng 15 mV, sẽ tương ứng với cường độ trường 1,5 mV / m ở khoảng cách 1 m.

Tính đến ảnh hưởng của độ tự cảm vòng cho thấy rằng nó có thể được sử dụng để đo độ nhạy của máy thu vô tuyến có ăng ten từ tính lên đến tần số 8 MHz, khi đó cường độ trường sẽ giảm khoảng 9%.

Ở tần số cao hơn, bạn có thể sử dụng khung có diện tích 84,17 cm2 (tương ứng với hình vuông có cạnh 92 mm hoặc hình tròn có đường kính 104 mm), được làm bằng ống đồng hoặc dây có đường kính 3 mm. Với khung như vậy và một điện trở 51 Ohm bổ sung, hệ số chuyển đổi sẽ là K, = 0,01, do đó, để tạo ra trường 1,5 mV / m ở khoảng cách 1 m sẽ yêu cầu đầu ra của máy phát là 150 mV. Các phép đo độ nhạy có thể được thực hiện đến tần số 30 MHz, tại đó cường độ trường sẽ giảm khoảng 8%. Cùng một khung sẽ cung cấp hệ số chuyển đổi K, = 0,1 ở khoảng cách 465 mm, tuy nhiên, trong trường hợp này, yêu cầu độ chính xác cao trong việc thiết lập khoảng cách giữa khung và ăng-ten.

Độ chính xác của việc thiết lập khoảng cách này ảnh hưởng đến sai số đo. Vì vậy, ở khoảng cách 1 m, sai số ± 3,33 cm dẫn đến sai số đo là ± 10%. Ở khoảng cách 465 mm, cùng một sai số đo với độ chính xác cài đặt là ± 1,55 cm.

Khung hình tròn và hình vuông là tương đương nhau, bạn cũng có thể sử dụng khung có hình dạng khác, chẳng hạn như hình tam giác, điều quan trọng là diện tích của chúng phải chính xác bằng hình yêu cầu. Do đó, theo quan điểm xây dựng, sẽ thuận tiện hơn khi sử dụng khung hình vuông, vì trong trường hợp này, việc lấy một diện tích nhất định sẽ dễ dàng hơn.

Tất cả các ví dụ trên đều hợp lệ cho trường hợp trục của anten từ trường nằm trên phương vuông góc với mặt phẳng của khung, được vẽ qua tâm của nó (vị trí 1, xem hình vẽ). Nhưng một hướng khác có thể được sử dụng để đo độ nhạy (vị trí 2). Theo biểu thức (6), ở vị trí này, hệ số chuyển đổi sẽ giảm chính xác theo hệ số hai. Do đó, để tạo ra cường độ trường cần thiết, ceteris paribus, cần phải tăng gấp đôi tín hiệu máy phát hoặc giảm khoảng cách đến tâm của khung hình trong lần. Nhưng khoảng cách nhỏ hơn 0,5 m không được khuyến khích, vì sự phụ thuộc khối làm tăng đáng kể sai số đo do sự thiếu chính xác của việc đặt khoảng cách đến ăng-ten. Ngoài ra, khi khoảng cách đến khung tương xứng với kích thước của nó, các biểu thức trên cho giá trị được đánh giá quá cao của cường độ trường điện từ, vì thiết bị phát không còn có thể được coi là một điểm nữa.

Tuy nhiên, vị trí thứ hai có thể thuận tiện từ quan điểm về sự nhỏ gọn của nơi làm việc, vì khung có thể được đặt, ví dụ, phía trên máy tính để bàn. Nhưng trong mọi trường hợp, điều quan trọng là không có vật kim loại lớn nào trong vùng đo có thể làm biến dạng trường đáng kể.

Văn chương

1. Levitin E. A., Levitin L. E. Máy thu phát sóng. Danh mục. - M.: Năng lượng, 1967, tr. 347.
2. Belov N.F., Dryzgo E.V. Sổ tay về radio bán dẫn. - M.: Sov. Radio, 1973, phần 2, tr. 663-691.
3. Brodsky M.A. Cẩm nang về cơ học vô tuyến. - Minsk: Cao hơn. trường học, 1974, tr. 115.
4. Aizenberg G. 3., Yampolsky V. G., Ăng-ten VHF của Tereshin O. N., phần 1. - M .: Svyaz, 1977, tr. 86.
5. Markov G.T., Sazonov D.M. Ăng ten. - M.: Năng lượng, 1975, tr. 34, công thức (1-52).

Tác giả: D. Alkhimov, Smolensk; Xuất bản: radioradar.net

Xem các bài viết khác razdela thu sóng vô tuyến.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Bẫy không khí cho côn trùng 01.05.2024

Nông nghiệp là một trong những lĩnh vực quan trọng của nền kinh tế và kiểm soát dịch hại là một phần không thể thiếu trong quá trình này. Một nhóm các nhà khoa học từ Viện nghiên cứu khoai tây trung tâm-Hội đồng nghiên cứu nông nghiệp Ấn Độ (ICAR-CPRI), Shimla, đã đưa ra một giải pháp sáng tạo cho vấn đề này - bẫy không khí côn trùng chạy bằng năng lượng gió. Thiết bị này giải quyết những thiếu sót của các phương pháp kiểm soát sinh vật gây hại truyền thống bằng cách cung cấp dữ liệu về số lượng côn trùng theo thời gian thực. Bẫy được cung cấp năng lượng hoàn toàn bằng năng lượng gió, khiến nó trở thành một giải pháp thân thiện với môi trường và không cần điện. Thiết kế độc đáo của nó cho phép giám sát cả côn trùng có hại và có ích, cung cấp cái nhìn tổng quan đầy đủ về quần thể ở bất kỳ khu vực nông nghiệp nào. Kapil cho biết: “Bằng cách đánh giá các loài gây hại mục tiêu vào đúng thời điểm, chúng tôi có thể thực hiện các biện pháp cần thiết để kiểm soát cả sâu bệnh và dịch bệnh”. ... >>

Mối đe dọa của rác vũ trụ đối với từ trường Trái đất 01.05.2024

Chúng ta ngày càng thường xuyên nghe về sự gia tăng số lượng mảnh vụn không gian xung quanh hành tinh của chúng ta. Tuy nhiên, không chỉ các vệ tinh và tàu vũ trụ đang hoạt động góp phần gây ra vấn đề này mà còn có các mảnh vụn từ các sứ mệnh cũ. Số lượng vệ tinh ngày càng tăng do các công ty như SpaceX phóng không chỉ tạo ra cơ hội cho sự phát triển của Internet mà còn là mối đe dọa nghiêm trọng đối với an ninh không gian. Các chuyên gia hiện đang chuyển sự chú ý của họ sang những tác động tiềm ẩn đối với từ trường Trái đất. Tiến sĩ Jonathan McDowell thuộc Trung tâm Vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian nhấn mạnh rằng các công ty đang nhanh chóng triển khai các chòm sao vệ tinh và số lượng vệ tinh có thể tăng lên 100 trong thập kỷ tới. Sự phát triển nhanh chóng của các đội vệ tinh vũ trụ này có thể dẫn đến ô nhiễm môi trường plasma của Trái đất với các mảnh vụn nguy hiểm và là mối đe dọa đối với sự ổn định của từ quyển. Các mảnh vụn kim loại từ tên lửa đã qua sử dụng có thể phá vỡ tầng điện ly và từ quyển. Cả hai hệ thống này đều đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ bầu không khí và duy trì ... >>

Sự đông đặc của các chất số lượng lớn 30.04.2024

Có khá nhiều điều bí ẩn trong thế giới khoa học, và một trong số đó là hành vi kỳ lạ của vật liệu khối. Chúng có thể hoạt động như chất rắn nhưng đột nhiên biến thành chất lỏng chảy. Hiện tượng này đã thu hút sự chú ý của nhiều nhà nghiên cứu và cuối cùng chúng ta có thể đang tiến gần hơn đến việc giải đáp bí ẩn này. Hãy tưởng tượng cát trong một chiếc đồng hồ cát. Nó thường chảy tự do, nhưng trong một số trường hợp, các hạt của nó bắt đầu bị kẹt, chuyển từ chất lỏng sang chất rắn. Quá trình chuyển đổi này có ý nghĩa quan trọng đối với nhiều lĩnh vực, từ sản xuất thuốc đến xây dựng. Các nhà nghiên cứu từ Hoa Kỳ đã cố gắng mô tả hiện tượng này và tiến gần hơn đến việc hiểu nó. Trong nghiên cứu, các nhà khoa học đã tiến hành mô phỏng trong phòng thí nghiệm bằng cách sử dụng dữ liệu từ các túi hạt polystyrene. Họ phát hiện ra rằng các rung động trong các bộ này có tần số cụ thể, nghĩa là chỉ một số loại rung động nhất định mới có thể truyền qua vật liệu. Đã nhận ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ Xenon - vị cứu tinh của các tế bào thần kinh 10.07.2006 Khi, do hậu quả của một cơn đột quỵ, việc tiếp cận oxy đến các tế bào thần kinh bị chặn lại, chúng bắt đầu chết đi và chương trình sinh hóa "tự sát" của các tế bào được kích hoạt. Như các bác sĩ người Đức đã phát hiện ra, trong vòng XNUMX giờ sau khi bị đột quỵ, hít phải khí xenon quý tộc sẽ cứu được các tế bào đang chết. Xenon dừng công việc của các enzym phá vỡ protein của tế bào thần kinh. Mất khoảng một giờ để hít thở không khí với hỗn hợp xenon. Xenon trộn với oxy đôi khi được dùng làm thuốc mê trong các ca mổ. Đây là một giải pháp lý tưởng, vì khí quý không mùi, thân thiện với môi trường và không gây hại cho cơ thể. Nhưng nó đắt hơn khoảng chục lần so với gây mê thông thường.

Tin tức thú vị khác:

▪ Màn hình cảm ứng mỏng nano linh hoạt

▪ ánh sáng siêu lỏng

▪ Năng lượng tái tạo đã vượt qua nhiên liệu hóa thạch

▪ Đạn có hướng dẫn laze

▪ Internet - Giải Nobel Hòa bình

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần của trang web Bộ hạn chế tín hiệu, máy nén. Lựa chọn các bài viết

▪ bài báo Không có gì mới dưới ánh mặt trời. biểu thức phổ biến

▪ bài Vì sao nước đọng lại trên da người đã chui ra mà không lăn xuống? đáp án chi tiết

▪ Bài báo Người vận hành máy trộn vữa di động. Hướng dẫn tiêu chuẩn về bảo hộ lao động

▪ bài viết Cảnh báo nhiệt độ cao ba kênh. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

▪ bài viết Chỉ định đồ họa có điều kiện của máy điện. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Để lại bình luận của bạn về bài viết này:

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web

www.diagram.com.ua
2000-2024