Impedance a přizpůsobení - III. díl
Takže v předchozím díle jsme si vysvětlili, jak správně určit zapojení L-článku pro přizpůsobení zkonstruované antény. Nyní si vysvětlíme, jak určit
přesné hodnoty kondenzátoru a cívky. Ideálním způsobem je použít specializovaný software "Smith", se kterým provedeme výpočet v grafickém prostředí,
a velmi rychle a spolehlivě.
Po nainstalování programu jej spustíme, a na ploše se nám zobrazí smithův diagram. Nyní musíme do diagramu vynést bod, který představuje parametry
námi zkonstruované antény. Pro příklad si vezmeme anténu pro 14MHz, která má 30Ω rezistanci, a 60Ω kladnou reaktanci (induktanci).
Tyto hodnoty musíme tedy vynést do grafu.
V malém okně vlevo stiskneme "DATAPOINT", v následně otevřeném okně klikneme na "myš" a v diagramu najdeme místo s uvedenýmou rezistancí a induktancí
(při pohybu bodu v diagramu vidíme měnící se tyto parametry vpravo dole pod diagramem). V místě, kde bude bod vykazovat tyto změřené parametry jej umístíme
levým tlačítkem myši. Otevře se nám nové okno, kde musíme určit frekvenci (příkladně 14MHz). Nyní máme na ploše diagramu stanoven bod, představující
naši anténu - BOD Č. 1.
Nyní se podívejme na levou část programu, kde najdeme okno se schematem - zatím jen zdroj signálu a zátěž, kam musíme zanést cívku a kondenzátor.
Ty vybereme ve spodnějším okně. Podle minulého dílu jsme si určili, že správným přizpůsobením bude L-článek podle prvního obrázku, tedy s paralelním
kondenzátorem a sériovou cívkou (postupujeme ve směru od zátěže). V programu tedy klikneme v okně Toolbox v oblasti SHUNT (paralelní) na kondenzátor,
který následně uvidíme ve schematu v horním okně. Na diagramu nám přibyla kružnice, po které se těď můžeme myší pohybovat (ale nikde mimo kružnici to nelze).
U paralelního kondenzátoru se lze po této kružnici pohybovat jen ve směru hodinových ručiček, tedy doprava. Co tedy s tím ?
Především si musíme vysvětlit, že odteď se budeme v diagramu pohybovat zásadně po kružnicích, a to tak, abychom se při určování přizpůsobovacéch členů dostali
VŽDY do středu kružnice, tedy do místa ideálního přizpůsobení. Při určení paralelního kondenzátoru se tedy po vzniklé kružnici musíme dostat nejprve na nějakou jinou
kružnici, která nás později dovede právě do středu diagramu. Která to ale je? Podíváme-li se nyní na diagram, naše kružnice, po které se můžeme s bodem pohybovat,
protíná jiné kružnice, ale jen jednu, která prochází středem diagramu, a to tučnou červenou kružnici označenou hodnotou 50Ω. Tuto kružnici ale při našem
pohybu protneme dvakrát - jednou v její horní části, a jednou ve spodní části. I po této kružnici se budeme moci pohybovat jen pravotočivě, to znamená, že my musíme
se na tuto kružnici dostat v její spodní části. Dojedeme tedy s naším bodem až na spodní protnutnutí této kružnice, kde klikneme levým tklačítkem myši. Tím ukončíme
naší kružnici v tomto bodě, a vznikne nám BOD Č. 2. Vpravo dole vidíme v tabulce, že se nám již upravila rezistance na hodnotu 50Ω.
Nyní musíme upravit
ještě reaktanci. To učiníme vložením další součástky, a to sériové cívky. Vlevo v okně Toolbox tedy klikneme v části Series na cívku. Tím se cívka ve schematu objeví,
a zároveň se v diagramu objeví další kružnice, kopírující kružnici 50Ω, po níž se pravotočivým pohybem dostaneme s naším bodem přesně do středu kružnice,
kde klikneme levým tlačítkem myši. V pravíé spodní části tabulky pod diagramem vidíme, že jsme nyní na hodnotách 50Ω rezistance, a 0Ω reaktance,
což znamená ideální přizpůsobení. V levé části programu ve schematu L-článku, který jsme takto sestavili, vidíme u cívky a kondenzátoru přesné hodnoty, které
nám program vypočítal pro přizpůsobení naší antény na tyto ideální hodnoty.
Ve schematu vidíte u jednotlivých součástek tyto hodnoty, tedy pro ideální přizpůsobení naší antény s rezistancí 30Ω a kladnou reaktancí 60Ω
sestavíme L-článek s paralelním kondenzátorem 257pF a sériovou cívkou 813nH (1uH), čímž dosáhneme správného impedančního přizpůsobení antény.
Jak jsme ale viděli v diagramu, po kružnicích se můžeme pohybovat jen jedním směrem - vzniklé kružnice po založení bodu jsou jen jednosměrné - druhým směrem nevedou. Musíme tudíž vědět, jakým směrem se můžeme pohybovat po kružnicích jednotlivých vložených součástek. Takže :
- SÉRIOVÝ KONDENZÁTOR - pouze levotočivě
- PARALELNÍ KONDENZÁTOR - pouze pravotočivě
- SÉRIOVÁ CÍVKA - pouze pravotočivě
- PARALELNÍ CÍVKA - pouze levotočivě
Pokud se nám podaří vložit součástku špatnou, se kterou bychom se po její kružnici nedostali do požadovaného místa, můžeme tuto součástku odstranit kliknutím pravým tlačítkem myši na její kružnici, nebo na konkrétní bod v okně Data Points.
Pochopitelně můžeme navrhnout přizpůsobení pro více frekvencí, tím pádem si určíme přizpůsobení pro více frekvencí a podle rozdílů hodnot součástek osadíme
proměnné součástky - ladící kondenzátor, a proměnnou cívku (rolšpuli).