Állóhullám - Laptörténet

HG2ECZ: /* Az állóhullám kimutatása */

2011-03-04T17:39:09Z

Az állóhullám kimutatása

HG2ECZ: +számoló

2011-03-04T13:45:51Z

+számoló

HG2ECZ: /* Az állóhullám kimutatása */

2011-03-04T10:10:38Z

Az állóhullám kimutatása

HG2ECZ: /* Az állóhullám kimutatása */

2011-03-04T10:06:02Z

Az állóhullám kimutatása

HG2ECZ: alap + kategória

2011-03-04T09:39:48Z

alap + kategória

Új lap

Állóhullámmal és annak problémájával a rádióamatőr a rádiófrekvenciás [[tápvonalak]] alkalmazása során találkozik. Ennek a jelenségnek a hátterével érdemes közelebbről megismerkedni.

Az alábbi szócikk transzverzális hullámokra szorítkozik. Azaz olyan hullámokra, ahol a hullám amplitudója merőleges a hullám terjedési irányával. Ilyen a [[tápvonalak]]ban terjedő jel, amely fénysebesség nagyságrendjébe eső sebességgel rohan végig a tápvonalon, az amplitudója (feszültsége) azonban egy terjedési irányra merőleges modellként rajzolható le. A másik ilyen szemléletes és látható példa egy tetszőleges kifeszített húr, amely egyik végét kitérítve a kitérés végigszalad a húron a másik vége felé.

== Az állóhullám kialakulása ==

[[Kép:allohullam-animacio.gif|jobbra|bélyegkép|385px|Állóhullám kialakulása. A piros pontok jelölik a rezgési csomópontokat. Vonalak: '''kék''' jobbra haladó hullám, '''piros''' balra haladó hullám.]]

A transzverzális hullámvezető egyik végére szinuszos jelforrást kapcsolva a szinuszjel végigszalad a hullámvezetőn, majd a hullámvezető végén visszaverődik. A visszaverődő jel az folyamatosan érkező gerjesztőjellel együtt hozza létre az ábrán látható állóhullámot.

== Miért káros ez? ==

Több okból sem szerencsés [[tápvonalak]]ban az állóhullám.
* a haladó hullám mellett a visszaverődő hullám nem a terhelésre jut, hanem a tápvonalat melegíti.
* a duzzadópontokon a feszültség a normál üzemi feszültség többszöröse, amely feszültség hatására tönkremehet a végfok tranzisztor.
* a kábel „lengése” többlet kisugárzással jár, amely zavarhatja az épületben levő egyéb elektronikai berendezéseket.

== Az állóhullám kimutatása ==

[[Fájl:Feszoszto komplex.gif|jobbra|bélyegkép|Komplex feszültségosztó. Ube = Ur1 + Uki de a fázistolásokat is figyelembe véve.]]

Az állóhullám közvetlenül kimutatható. Például egy szigeteletlen szimmetrikus tápvonalon végighúzott feszültségindikátor látványosan kimutatja a duzzadópontokat.

Azonban a gyakorlatban a kábel szakaszaihoz való közvetlen hozzáférés helyett inkább a bemeneti paraméterekből számítjuk. A számítás alapja a tápvonal meghajtásánál a tápvonal bemenőimpedanciájának (Z = R + jX) névleges impedanciától való eltérése. Ez kimutatható például egy feszültségosztó kapcsolással, ahol a felső tag egy névleges impedanciát képviselő ellenállás, az alsó tag maga a tápvonal.
Ekkor a meghajtó feszültség és a két alkatrészen mérhető feszültség csúcsértékeiből kiszámítható, hogy mekkora a valamekkora impedanciával lezárt tápvonal Z = R + jX komplex bemenő impedanciája. Ha ez eltér az üzemi frekvencián névleges impedanciától, akkor állóhullám fog benne kialakulni.

== Hogyan csökkenthető vagy szüntethető meg az állóhullám? ==

Ha a [[tápvonal]] végén hullámtanilag ugyanolyan paraméterű „közeget” érez, akkor a hullám teljes energiája továbbhalad ebbe a további részbe. Amennyiben eltér a hullámtani paramétere a folytatásnak, akkor az eltérés függvényében az energia egy része visszaverődik. A feladat tehát egy olyan terhelőimpedancia (Z = R + jX) biztosítása, amely megegyezik a tápvonal hullámimpedanciájával.

[[Kategória: Konstruktőri ismeretek]]

@@ 36. sor: / 36. sor: @@
 <math>\hat U_{r1} = \sqrt{2} \cdot U_{r1}</math>
 Azonban a fázisszöget ebből nem látjuk. Viszont azt tudjuk, hogy az elemi komponensek feszültségeinek összege kiadja a bemenőfeszültséget. Komplex értékként az abszolutértékek fázisszögével.
@@ 45. sor: / 47. sor: @@
 <math>\frac{\hat U_{ki}}{\hat U_{r1}} = \frac{|Z|}{R_1}</math>
-És az is csak matematika, hogy <math>|Z| = \sqrt{R^2 + X^2}</math> illetve <math>R = |Z| \cdot cos(\varphi)</math> és <math>X = |Z| \cdot sin(\varphi)</math>
+Ebből az R és X értékei: <math>R = |Z| \cdot cos(\varphi)</math> és <math>X = |Z| \cdot sin(\varphi)</math>
 A leírt összefüggésekből már kiszámítható az R és X paraméter. Egy további méréssel pedig az X előjele is (kapacitív vagy induktív) meghatározható.

@@ 17. sor: / 17. sor: @@
 == Az állóhullám kimutatása ==
 [[Fájl:Feszoszto komplex.gif|jobbra|bélyegkép|Komplex feszültségosztó. Ube = Ur1 + Uki  de a fázistolásokat is figyelembe véve.]]
 Azonban a gyakorlatban a kábel szakaszaihoz való közvetlen hozzáférés helyett inkább a bemeneti paraméterekből számítjuk. A számítás alapja a tápvonal meghajtásánál a tápvonal bemenőimpedanciájának (Z = R + jX) névleges impedanciától való eltérése. Ez kimutatható például egy feszültségosztó kapcsolással, ahol a felső tag egy névleges impedanciát képviselő ellenállás, az alsó tag maga a tápvonal.
 Ekkor a meghajtó feszültség és a két alkatrészen mérhető feszültség csúcsértékeiből kiszámítható. Ha ez eltér az üzemi frekvencián névleges impedanciától, akkor állóhullám fog benne kialakulni.
-A kiszámítás matematikai háttere:
+;A kiszámítás matematikai háttere:
 <math>U_{ki} = U_{be}\cdot\frac{Z}{R_1 + Z} = U_{be}\cdot\frac{R + jX}{R_1 + R + jX}</math>
@@ 43. sor: / 43. sor: @@
 Ebből meghatározható a fázisszög. Továbbá azt is belátható, hogy az Ur1 és Uki értékenek aránya arányos az impedancia abszolutértékeinek arányával:
-<math>\frac{\hat U_{ki}}{\hat U_{r1}} = \frac{|Z|}{R_1}</math>, ahol <math>|Z| = \sqrt{R^2 + X^2}</math>
+<math>\frac{\hat U_{ki}}{\hat U_{r1}} = \frac{|Z|}{R_1}</math>
-A fenti kettő összefüggésből pedig már meghatározható az R és X paraméter. Egy további méréssel pedig az X előjele is (kapacitív vagy induktív).
+A leírt összefüggésekből már kiszámítható az R és X paraméter. Egy további méréssel pedig az X előjele is (kapacitív vagy induktív) meghatározható.
 == Hogyan csökkenthető vagy szüntethető meg az állóhullám? ==