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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Dispositif de protection de l'émetteur-récepteur. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Radiocommunications civiles Il y a des moments où les émetteurs-récepteurs échouent en raison d'une mauvaise connexion à l'alimentation ou d'une augmentation soudaine de la tension. Le dispositif proposé permettra de protéger l'équipement dans ces cas. Les statistiques des réparations d'équipements émetteurs-récepteurs montrent que jusqu'à 30% des pannes sont causées par des pannes de courant. Les urgences typiques incluent une tension d'alimentation excessive (surtension) et le non-respect de sa polarité (inversion de polarité). Certains utilisateurs parviennent à créer une combinaison de ces situations d'une manière mystérieusement incompréhensible. Il convient de souligner que la vulnérabilité de la station de radio augmente considérablement si un fusible non standard (y compris fait maison) et une source d'alimentation avec une marge de courant déraisonnablement grande sont utilisés. Dans de tels cas, la protection interne de l'émetteur-récepteur s'avère inefficace et les conséquences des accidents deviennent très graves, voire parfois catastrophiques. La défaillance massive inévitable de composants coûteux et rares rend la restauration d'un émetteur-récepteur "tué" non rentable. En cas d'accident, divers dispositifs à semi-conducteurs sont principalement endommagés - diodes, transistors, circuits intégrés. Leurs caractéristiques peuvent changer, une panne ou une rupture des transitions, une destruction thermomécanique du boîtier peut se produire. Les résistances, les produits d'enroulement, les lampes de rétroéclairage échouent. Le gonflement ou l'explosion des condensateurs à oxyde, le délaminage et l'épuisement des conducteurs imprimés, la carbonisation des sections de carte, la déformation des pièces thermoplastiques peuvent se produire. Toute la collection d'échecs est tirée de la pratique. Les urgences surviennent dans les circonstances suivantes : action inepte d'un utilisateur novice, erreur ou négligence accidentelle d'un opérateur formé, blessure intentionnelle par une personne non autorisée, dysfonctionnement technique du système d'alimentation électrique. Malheureusement, aucun propriétaire de station de radio n'est à l'abri de tels risques. Par conséquent, l'idée est née de développer un dispositif de protection fiable de l'émetteur-récepteur dans les situations d'urgence. L'appareil bloque l'alimentation de la station radio lorsqu'une tension anormale est reçue dans la plage de -50 à +50 V. Il a également d'autres propriétés utiles, par exemple, il ne crée pas de chute de tension dans le circuit d'alimentation de l'émetteur-récepteur, et ne nécessite pas non plus l'utilisation obligatoire d'un fusible. Quant à la vitesse de protection, elle n'est pas inférieure à 2 ms et dépend de la nature de l'urgence. Le schéma du dispositif de protection est illustré à la fig. une.
Lorsqu'une tension de polarité positive avec un niveau inférieur à 10 V arrive à l'entrée de l'appareil, un courant circule dans le circuit VD1R1K1VT1, mais cela ne suffit pas pour faire fonctionner le relais K1. À une tension d'entrée de 10 ... 15 V, le relais est activé et alimente l'émetteur-récepteur. Si pendant le fonctionnement la tension dépasse 15 V, la diode zener VD2 commencera à conduire le courant, ce qui ouvrira le thyristor VS1. La tension à l'anode du thyristor chutera, le transistor VT1 se fermera et l'enroulement du relais K1 sera désexcité. Comme il n'est shunté par rien, la libération des contacts du relais se produira en un temps minimum (en fait 0,5 ... 2 ms). En conséquence, l'émetteur-récepteur sera déconnecté de la source de tension accrue. La diode Zener VD3, dont l'utilisation est facultative, coupe la courte surtension possible à un taux de montée en tension très élevé. Dans le cas où une haute tension d'urgence arrive brusquement à l'entrée de l'appareil à partir du niveau zéro, elle n'atteindra pas du tout l'émetteur-récepteur, car le "verrou" électronique VD2VS1VT1 réagira plusieurs ordres de grandeur plus rapidement que le relais K1 a le temps d'opérer. En cas d'inversion de polarité, la tension de polarité négative ne sera pas non plus fournie à l'émetteur-récepteur, car le relais ne fonctionnera pas à cause de la diode VD1, qui sera fermée par tension inverse. Après le fonctionnement d'urgence de la protection, le retour à l'état initial s'effectue en supprimant brièvement la tension d'entrée. Deux versions de la conception de l'appareil ont été réalisées. Dans le premier, les détails de l'appareil sont montés à l'intérieur du boîtier du relais K1, qui est utilisé comme relais KUTs-1 (passeport RA.362.900) des téléviseurs couleur domestiques. Il a une résistance de bobinage de 560 Ohm et fonctionne sous une tension d'environ 5 V. Les dimensions globales de l'appareil (45x45x15mm) permettent de le placer à l'intérieur de l'émetteur-récepteur ou à l'extérieur sur le capot. Une autre option est également très pratique - dans un récipient cylindrique en plastique à partir d'un film photographique. Le récipient a un diamètre de 30 et une longueur de 50 mm. Le produit fini est rempli de composé époxy et installé dans la coupure du cordon d'alimentation de l'émetteur-récepteur (similaire à un filtre de bruit impulsionnel). Ici, un relais plus compact RES47 (passeport RF4.500.409) avec une résistance d'enroulement de 175 ohms est utilisé. Dans ce cas, la résistance R1 doit avoir une résistance de 110 ohms. Tous les autres relais fonctionnant à une tension de 5 ... 6 V et capables de commuter un courant d'au moins 3 A conviennent également (par exemple, les relais de la série TRC de TTI). Le transistor VT1 peut être remplacé par les clés actuelles des séries KR1014, KR1064 avec les indices A, B ou leurs analogues ZVN2120, VN2410. Au lieu de la diode VD1, toute autre avec un courant direct d'au moins 0,3 A et une tension inverse d'au moins 400 V, par exemple KD209A, convient. La diode zener VD2 peut être remplacée par D814 ou KS515A. Le thyristor VS1 peut être d'indices E-I, et il est souhaitable d'utiliser des spécimens sélectionnés pour une sensibilité maximale. Le réglage de l'appareil commence par la sélection de la résistance R1, réalisant le fonctionnement du relais à une tension d'entrée de 9,5 ... 10 V. Ensuite, en augmentant lentement et en douceur la tension, assurez-vous que le relais se libère à 14,5 . .. 15 V. Si nécessaire, la tension de coupure peut être modifiée en sélectionnant la diode Zener VD2. L'auteur a testé l'émetteur-récepteur ALAN-78 PLUS CB équipé du dispositif de protection proposé. La procédure de test a simulé une série d'accidents parmi les plus dangereux, à savoir une combinaison d'inversion de polarité et de surtension. De plus, un facteur aggravant l'accident a été délibérément introduit - au lieu d'un fusible ordinaire d'une valeur nominale de 2 A, un cavalier à fil épais a été installé. Dans des conditions normales, une telle « anarchie », pourrait-on dire, garantit une destruction étendue et irréversible des éléments électroniques de tout émetteur-récepteur. Au cours des tests, l'appareil a été connecté à plusieurs reprises à des sources de courant (alimentations PS-30, B5-48, B5-71, transformateur OSM-220/36 V), qui avaient les paramètres suivants : -13,8 V (32 A) ; +16V(10A);-16V(10A); + 30 V (10 A) ; -30 V (10 A) ; -36 V (50 Hz, 5 A) ; +50 V (2 A) ; -50 V (2 A). Chaque tension de test a été appliquée automatiquement à l'émetteur-récepteur à l'aide d'un dispositif logiciel fonctionnant selon le cyclogramme indiqué dans le tableau.
Un mode de test étendu a permis de simuler des situations d'urgence de différentes durées et, en cours de route, de vérifier la stabilité de la protection contre les transitoires. Si chaque fait d'appliquer une tension anormale à l'émetteur-récepteur est considéré comme une situation d'urgence, il est facile de calculer que leur nombre total était de 688. Néanmoins, un tel effet d'écrasement n'a causé aucun dommage à la station de radio. Avec l'alimentation de contrôle de la tension nominale (+13,2 V), l'appareil s'est allumé et a montré des performances optimales. Ce résultat de test témoigne de la fiabilité de l'appareil et lui permet d'être classé "à toute épreuve". Si le dispositif est un peu plus compliqué, il peut fournir une protection supplémentaire contre la consommation de courant et contre une augmentation d'urgence de la tension RF au niveau du collecteur du transistor de sortie de l'émetteur. Une telle augmentation est possible avec une désadaptation du trajet antenne-alimentation ou une excitation de l'étage de sortie. Le schéma de cette option est illustré à la Fig. 2.
La protection de courant (surcharge et court-circuit) est réalisée à l'aide du commutateur à lames SF1 avec la bobine L1 située dessus. Lorsque le courant consommé par l'émetteur-récepteur dépasse la valeur de consigne, le champ électromagnétique de la bobine devient suffisant pour fermer le contact à commande magnétique. Étant donné que l'interrupteur Reed est connecté en parallèle à la diode Zener VD2, un arrêt d'urgence de l'appareil se produit de la même manière qu'en cas de surtension. Les éléments VT2, C1, R4, VD4 forment une zone d'insensibilité temporaire de la protection au courant d'appel qui se produit au moment de la mise sous tension de l'émetteur-récepteur. Pour la station radio ALAN-78PLUS, ce temps est de 22 ms et peut être ajusté en sélectionnant le condensateur C1. Lorsque vous travaillez avec l'appareil (Fig. 2), vous devez d'abord allumer l'émetteur-récepteur, puis l'interrupteur à bascule SA1. Le réglage de la protection de courant à un niveau de 2 ... 3 A est réduit à la sélection du nombre de spires de la bobine L1, composée de 4 à 8 spires de fil PEL 0,5 (approximativement) et à son déplacement le long de l'interrupteur à lames (finement) suivi d'une fixation avec un adhésif thermofusible. Avec une charge désadaptée (par exemple, une rupture du trajet antenne-alimentation), la tension RF au collecteur du transistor de sortie de l'émetteur augmente, ce qui entraîne une rupture de ses transitions. Cependant, dans ce cas, la diode Zener VD5 commence à conduire le courant, ce qui ouvre le transistor VT3. La tension positive du collecteur du transistor est fournie à l'électrode de commande du thyristor VS1. L'appareil s'éteint alors de la même manière que les autres urgences. La résistance R7 est sélectionnée de manière à ce que l'émetteur-récepteur s'éteigne lorsque l'émetteur fonctionne sur l'équivalent d'antenne de 150 ohms, ce qui correspond à SWR-3. La jonction d'émetteur du transistor VT2 (voir Fig. 2) doit être shuntée avec une résistance d'une résistance d'environ 10 kOhm. Auteur : A. Sokolov, Moscou
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