Mihaill
На самом деле напряжение трансформируется в 46 раз, а не в 23, как я написал.

И это радует :)

Ваша программа считает по формулам, полученным при решении Телеграфных уравнений.
Расчетная схема обычно приводится на первой странице раздела "Цепи с распределенными параметрам".
Смотрим на схему и видим, что цепь запитана напряжением U, амплитуда которого постоянна.
В переводе на мой радиолюбительский язык это означает, что ко входу подключен источник с нулевым внутренним сопротивлением.


В формулах, полученных в результате решения уравнений, внутреннего сопротивления генератора обнаружить также не удается :)


Все мои сомнения по поводу трансформации напряжений в четверть волновом кабеле относились к утверждению уважаемого Хайо о "диком" повышении напряжения на конце разомкнутого кабеля.
В реальности такого наблюдать не довелось.

Михаил, с вашей помощью удалось разобраться со всеми непонятками, спасибо за науку.

Zmej
вот и очередной замыкали круг в дискуссии - то Е-зонд, то рамка, то рамка без усилителя, а потом понимаем, что мы от SDRов уже не можем себе представить моно-бэнд-антенны.

И в итоге приходим и с рамками к разумному - создать согласование рамка-усилитель и отдельно согласовать усилитель с кабелем.

Valery
к сожалению, в литературе очень часто встретятся подобные не-до-рассказы с мелкими упущениями, которые мы потом десятилетиями с собой носим, пока не сами делаем эксперименты и потом с улыбкой смотрим на эти изложения. При это вполне могло быть, что автору это сам по себе подразумевалось, что источник терминирован по Z. А рисовать это - сил не хваатало.

Хайо
При это вполне могло быть, что автору это сам по себе подразумевалось, что источник терминирован по Z. А рисовать это - сил не хваатало.

Про недорассказы в учебнике полностью согласен, обычно подробности объясняют на лекциях и семинарах.
Но про терминирование в очередной раз не соглашусь, сорри :)

Хайо
подразумевалось, что источник терминирован по Z. А рисовать это - сил не хваатало.

Неужели у вас сил не хватает сделать простейший экперимент: взять четвертьволновый кусок кабеля, подать на него сигнал с генератора с выходным сопротивлением 1 Ом, другой конец кабеля нагрузить сопротивлением, равным волновму кабеля. И посмотреть действительно ли там получается такой чудовищный частотозависимый делитель напряжения, какой рисует вам ваше воображение.

да рисует, это прекрасно видно в скоростном осциллоскопе при обследовании высокоскоросных цифровых схем. Получаете при питании 3,3 В импульсы двойной амплитуды и синус-гащением при плохом качестве линий передачи или если у КМОП-драйвера нарушена блокировка.

И в Вашем модулировании Вы получили частотозависимось нехилую, но Вы только смотрели напряжение, без учёта импеданса и сопротивлении и рассчёта мощности в конечную нагрузку. То что и на 2500 Ом тоже есть 5 В, не может служить аргументом о ровности АЧХ. Это если АЧХ по напряжению. Но для передачи отвечает мощьность и по мощности 5 В на 2500 Ом это полный провал по сравнению генератора 5В на 50 Ом. Разница в 50 раз и КПД = 2% вместо маскимально возможного 50%.

Как ни крути . но мнения о двух стороннем "терминировании" , как я понял, разделились .Я за классику . Как меня учили - внутреннее сопротивление генератора ни при чем, влияет только на КПД ( немного не корректно, но сойдет)
И , кстати, у Хайо:
.....да рисует, это прекрасно видно в скоростном осциллоскопе при обследовании высокоскоросных цифровых схем. Получаете при питании 3,3 В импульсы двойной амплитуды и синус-гащением при плохом качестве линий передачи или если у КМОП-драйвера нарушена блокировка.
- У меня пока не посадишь на вход (разъем осциллографа) проходные 50Ом осцил. может рисовать ,что угодно. :(

Возвращаемся к малой относительно длины волны рамке. Я пришел к выводу, что ее , как и минивип, надо рассматривать не как источник с малым внутренним сопротивлением, а как с большим реактивным . У минивипа -это емкостное , а у рамки индуктивное сопротивление и об этом я уже писал. Т.е. д.б. усилитель с большим входным сопротивлением , а паразитные индуктивные и емкостные его составляющие д.б. минимальные.

Хайо
Ещë раз: со стороны приëмника сигнала нагрузочное сопротивление должно быть равно волновому кабеля. Тогда и АЧХ будет ровная, и передаваемая мощность от частоты не будет зависеть.
Если передавать сигнал в обратную сторону, от приëмника к генератору, несогласованному с кабелем, тогда и получим все эти частотозависимые результаты по передаче мощности. Но у нас приëмник, а не приëмопередатчик. Нас интересует только передача сигнала от антенны к приëмнику.

На всякий случай очень удобная наглядная программа демонстрирующая трансформацию длинных линий для разных типов кабелей на любой частоте и с любыми сопротивлениями нагрузки.

см ссылка

radeon

Спасибо.

ats52
Т.е. д.б. усилитель с большим входным сопротивлением

И я потихоньку прихожу к такому же выводу.
Сегодня проделал кучу экспериментов, подробности опишу чуток позднее.

если делать высокоомно, то надо делать резонанс рамки и входной емкости усилителя выше , чем самую высокую частоту приёма. Т.е при 1 мкГн и 10 пФ получаем уже 50 МГц.

Но вернее, надо делать соотношение L/C ещё больше, к примеру 3мкГн и 3 пФ чтобы не получилось острого пика резонанса и поставить усилитель на БТ в ДУ, который способен читать ток из колебательного контура и тем самым погасить острый резонанс при несколько 10 МГц.

Сделал "опыты с нерезонансной рамкой, показываю результаты по частям, иначе будет каша :)

Первый скрин - входное сопротивление кабеля, который идет к рамке, длина его чуть меньше 4м, точно не знаю.
Кабель не подключен к клеммам, видны все резонансы кабеля, последовательные и параллельные.
Шаг сетки 5 МГц.


Скрин 2, кабель подключил к двухвитковой рамке, появился резонанс рамки.


Скрин 3, рамка шунтирована сопротивлением 50 Ом.
КСВ по всему диапазону получился красивым, резкое увеличение КСВ начинается с понижением частоты от 1.5 МГц,
на этой частоте КСВ=2.
Резонанс рамки практически пропал.
Зеленый график, это КСВ, красный - реактивное сопротивление, желтый - активное.
(это сопротивления на входе в кабель, такими их "увидит" приемник, если он вдруг поменяет "ориентацию" и станет передатчиком :))))


При "терминировании" шумо-грязь уменьшилась вместе с сигналом, а совсем слабый сигнал утонул в шуме.
Эффект снижения шума зависит от частоты, на верхних частотах терминирование вроде помогает
Народ, что можно извлечь полезного из данного "опыта"?

Valery, мы уже обсуждали параметры антенны с разными вариантами....., но как-то в короновирусе это заглохло...
Вот такая маленькая магнитная рамка :) - Страница 96
В пассивном варианте лучше всех у меня работает такая рамка диаметром около метра

Увеличить.
Но в городе очень большой уровень помех не дает полностью выявить какие-то преимущества или недостатки по сравнению с минивипом ( его хоть выкинуть из лождии на 2м можно, петлю -проблема ). На даче не лучше ( такое впечатление , что соседи накупили китайских экономайзеров, засрали эфир) мне помогают "веревки", т.к. помех не намного меньше, но уровни сигналов с них большие.

Valery
Получил в микрокапе близкий к вашему результат при длине кабеля около 6 м и индуктивности рамки 9 мкГн. Я так понимаю, что индуктивность рамки с ëмкостью кабеля образуют параллельный резонансный контур. Вблизи четвертьволновых и полуволновых кабельных резонансов индуктивное сопротивление рамки велико и не может убрать резонансы. Зашунтировав рамку 50 Ом резистором, убираем резонанс рамки и кабельные резонансы. Это всë при обратном движении сигнала, от приëмника к антенне.

Попробовал подать сигнал в обратном направлении от рамки в кабель, согласованный на приëмном конце. Рамку резистором не шунтировал. Никаких резонансов не проявилось. Имеется плавное уменьшение амплитуды сигнала на приëмном конце с ростом частоты. Так на 9 МГц амплитуда сигнала меньше в 8 раз, чем на 500 кГц.

Возможно из-за симметричной рамки и несимметричного входа кабеля возникает антенный эффект самого кабеля, а шунтирование рамки резистором снижает этот эффект, не знаю. Смоделировать это в микрокапе, похоже, невозможно.

Mihaill, 9мкГн -очень большая величина, она характерна для многовитковой рамки ( у Valery два витка)
. У 3м в периметре она 3мкГн.

Valery
рамку не надо шунтировать, а ставить последовательно резистор в состав рамки одним витком

ats52
Да, мне тоже показалась великовата рамка. Но суть явлений остаётся и при другой индуктивности.

Сейчас посмотрел в RFSim99: двухвитковой рамке необходим диаметр 1000 мм для получения индуктивности 8,8 мкГн.
Для того, чтобы получить резонанс на частоте 2,2 МГц при ёмкости 600 пФ нужна индуктивность 8,7 мкГн.

Интересно какова собственная ёмкость (межвитковая) двухвитковой рамки? Я её не добавлял в схему.

ats52
В пассивном варианте лучше всех у меня работает такая рамка диаметром около метра

В ближайших планах сделать такой вариант, все остальные уже перепробовал.
Больше всего понравилась двухвитковая рамка из жесткой электропроводки-лапши.

9мкГн -очень большая величина, она характерна для многовитковой рамки ( у Valery два витка)
. У 3м в периметре она 3мкГн.

Периметр рамки 2+2=4 (м), индуктивность получилась 3.8 мкГн, как измерить емкость не знаю, скорее всего нужно считать по резонансной частоте.

Mihaill
Возможно из-за симметричной рамки и несимметричного входа кабеля возникает антенный эффект самого кабеля

По поводу низкой резонансной частоты рамки пришел к такому же выводу.
Удлинение кабеля на 1м приводит к понижению резонансной частоты.
Первая мысль, которая приходит в голову, это увеличении общей емкости кабеля, как учит нас уважаемый Хайо :)
Но такую версию мой мозг не хочет принимать, проще все списать на антенный эффект фидера.

Для того, чтобы получить резонанс на частоте 2,2 МГц при ёмкости 600 пФ

Такая большая величина емкости меня сильно "смущает", но от мрачной действительности не скрыться.
Есть предположение, что при просовывании двух витков проволоки в пластиковый обруч получились четыре метра скрутки.

Из опыта с шунтированием не понимаю самое главное - почему активное входное сопротивление рамки 1 Ом, включенное параллельно "эталону" 50 Ом на конце кабеля, практически не ухудшает КСВ на частотах выше 2 МГц.
Измерял КСВ в кабеле с подключенным "эталоном" на конце кабеля тыщу-тысяч раз, красивый КСВ по всему диапазону получается только с безиндукционным сопротивлением, у которого выводы минимальной длины.
А тут к "эталону" подключил вообще "хрен знает что", и увидел красавца КСВ.
Непорядок! :)

Хайо
рамку не надо шунтировать

Хотел получить такую же красивую картинку, как у alvasdan.
Но что-то пошло не так :)

Valery
1 Ом подключëн последовательно с индуктивностью рамки, выше 2 МГц индуктивность играет главную роль, и что там последовательно с ней 1 Ом или 0,1 Ом существенно не повлияет на КСВ, когда рамка зашунирована 50 Омами.

Такая большая величина емкости меня сильно "смущает", но от мрачной действительности не скрыться. - по моим прикидкам рамка с 8,8 мкГн на КВ вообще не будет эффективна. Для работы на 2МГцах оптимально надо иметь 0,5 мкГн при согласующей емкости 11т.пкФ.
У меня рамка на СВ (800кГц) была согласована так:

Увеличить,
Емкость такой величины работала, практика согласовывалась с расчетом

Mihaill

С последовательным соединением понял, спасибо, ноооо...
посчитал КСВ для параллельно соединенного активного сопротивления 50 Ом и реактивного 100 Ом, получился
КСВ=5.8
Нужно обдумать.

Добавил.
Ошибку нашел, в калькуляторе было последовательное соединение.

ats52

А почему на схеме сопротивление 150 Ом?

кабель как емкость наботает при нестыковке по Z. но может даже как индуктивность работать - всё зависит ут нестыковки и частоты. Очень комплексное обстоятельство сгенерируете)

Поэтому к одновитковой рамке лучше ставить в составе рамки последовательно кое что подобное к 50 Ом, чем наверно достаточным образом кабель заходит в свой безрезонансный режим.

А почему на схеме сопротивление 150 Ом?
Просто прикидывал разницу при нагрузке на разные сопротивления.
Поиграйтесь сами в RFSimm - простенькая прога и не врет

Valery
Как же параллельное соединение R и XL: R*jXL/(R+jXL) - привести к нормальному виду?

Mihaill

Дык нужно от комплексности в знаменателе освобождаться.
Дело не хитрое, если посчитать один вариант, а когда их несколько, то дрессироваться в алгебраических вычислениях лень :)

Ссылку на калькулятор для комплексных сопротивлений потерял, придется тупо завести общую формулу в Маткад, он очень удобен для работы с комплексными числами.
Вечером продолжу выкладывать картинки с моими "рамочными опытами", пока вдохновение не ушло :)
(бывает, что ОНО надолго пропадает)

Хайо
Пример с аккумуляторами зачетный)). Вспоминаю, как один наш преподаватель по ТОЭ в ступор вводил не очень смышлёных студентов простыми задачками по их параллельному соединению))).