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LED驻波指示器方案

作者:时间:2012-02-12来源:网络收藏

笔者最近设计了一款用5个灯做显示的。这款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。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,比例电阻网络做比值定标,用不同颜色的指示不同的比范围。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。

  

LED驻波指示器电路原理图

  图1 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。

制作过程

笔者将整个指示器装在了一个25mm×25mm×40mm的标准铝合金型材屏蔽盒内,结构紧凑。

笔者设计的PCB为双面,两面都有元件。一般先焊有IC的一面,要按照原理图和PCB的丝印将相应的元件焊好,不要有虚焊和短路,然后焊PCB另一面的51Ω的电阻和IN60,见图2.

LED驻波指示器方案

LED驻波指示器方案

  图2 在PCB上焊接IC

将LED的引脚在距根部1mm处弯成直角,注意长脚为正,给LED引脚成型后,按需要的安装高度(引脚垂直长4.5mm)将LED焊好,并适当调整,排列整齐,见图3.

LED驻波指示器方案

  图3 PCB上焊接LED的那面

LED驻波指示器方案

  图4 将焊好的PCB装入屏蔽盒中

LED驻波指示器方案


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关键词: LED 驻波 指示器

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