MFJ 259 B gebruiksaanwijzing (MFJ versie 6H2). HF/VHF SWR Analyzer MFJ 259 B 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 I N H O U D……………………………………………………………… FRONTPLAAT-------------------------------------------------------------------BOVENZIJDE--------------------------------------------------------------------OPMERKINGEN VERTALER------------------------------------------------0.1 AANSPRAKELIJKHEID, COPYRIGHT, “DISCLAIMERS”--INTRODUCTIE------------------------------------------------------------------1.1 Over nauwkeurigheid gesproken-------------------------------------1.2 Gebruiksmogelijkheden-----------------------------------------------1.3 Frequentiebereiken-----------------------------------------------------SPANNINGSVOORZIENING-------------------------------------------------2.1 Externe voeding--------------------------------------------------------2.2 Interne batterijvoeding------------------------------------------------2.3 Het gebruik van oplaadbare “AA”-batterijen----------------------2.4 Het gebruik van “gewone” (niet oplaadbare) AA-cellen---------2.5 Energie- besparende mode(stand-by, sleep mode)-----------------HOOFDMENU en BEELDSCHERM (display)-----------------------------3.1 Algemene aansluitgegevens------------------------------------------3.2 Opstartdisplay (power up display)-----------------------------------3.3 Hoofdmenu’s-----------------------------------------------------------3.4 Display knippert: “VOLTAGE LOW”-----------------------------HOOFDMEETFUNCTIES (of: OPENINGSMODE)-----------------------4.1 Algemene aansluitgegevens------------------------------------------4.2 Antenne SWR (staande golf verhouding)--------------------------4.3 Verliezen in coaxkabels-----------------------------------------------4.4 Capaciteitsmeting------------------------------------------------------4.5 Zelfinductie meten-----------------------------------------------------BIJZONDERE TOEPASSINGEN---------------------------------------------5.1 Inleiding-----------------------------------------------------------------5.2 Algemene aansluitgegevens------------------------------------------5.3 Impedantiemeting als vector ( Z + fasehoek, R+jX)-------------5.4 Reflectieverlies en Reflectie Coëfficiënt---------------------------5.5 “Afstand-tot-fout” (open of sluiting in kabels)--------------------5.6 Resonantie--------------------------------------------------------------5.7 Aanpassingsverlies ( “ % Transmitted Power”, “Missmatch loss”)---------------------AFREGELING van (eenvoudige) ANTENNES------------------------------6.1 Dipoolantennes.---------------------------------------------------------6.2 Verticale antennes------------------------------------------------------6.3 Afstemmen van eenvoudige antennes-------------------------------METEN en AFREGELEN van STUBS en TRANSMISSIELIJNEN------7.1 Stubs----------------------------------------------------------------------7.2 Verkortingsfactor van transmissielijnen-----------------------------7.3 Impedantie van transmissielijnen en Beverage antennes----------7.4 Afregelen van antennetuners------------------------------------------7.5 Afregelen van aanpassingsnetwerken voor versterkers------------7.6 Meten aan HF-transformatoren---------------------------------------7.7 Meten aan Baluns-------------------------------------------------------7.8 Meten aan HF smoorspoelen------------------------------------------TECHNISCHE HULP ( “HELPDESK”)---------------------------------------APPENDIX (toelichting door vertaler, met een beetje theorie--------------en een literatuuroverzicht).---------------------------------------- VERON afd. A63, Friese Wouden, PA3GZC 1 2 3 4 4 5 5 6 6 7 7 7 7 8 8 9 9 9 10 10 11 11 11 13 13 14 16 16 17 17 17 18 19 19 20 20 20 21 21 21 22 23 24 24 24 25 25 26 27 30 1 MFJ 259 B gebruiksaanwijzing (MFJ versie 6H2). HF/VHF SWR Analyzer FRONTPLAAT. VERON afd. A63, Friese Wouden, PA3GZC 2 MFJ 259 B gebruiksaanwijzing (MFJ versie 6H2). HF/VHF SWR Analyzer BOVENZIJDE. VERON afd. A63, Friese Wouden, PA3GZC 3 MFJ 259 B gebruiksaanwijzing (MFJ versie 6H2). HF/VHF SWR Analyzer 0.0 OPMERKINGEN VAN VERTALER. 0.1 Aansprakelijkheid, copyright, “disclaimers”. Deze vertaling is uitsluitend bedoeld voor amateur-gebruik, o.a. bij de MFJ 259 B die eigendom is van de afdeling A 63 van de VERON, “Friese Wouden”, door leden van die afdeling. Elk commercieel gebruik, inclusief kopiëren daartoe, is nadrukkelijk verboden.. Any and all commercial use is strictly forbidden. Vertaler aanvaardt geen enkele verantwoordelijkheid voor de technische juistheid van de originele Amerikaanse MFJ gebruiksaanwijzing, noch voor die van de vertaling. De vertaling is een vriendendienst van een amateur voor amateurs. Elke mogelijke schade als gevolg van het gebruik van deze vertaling is voor rekening van de gebruiker. Voor de tekst van de originele Amerikaanse gebruiksaanwijzing verwijs ik U naar Internet URL: http://www.mfjenterprises.com/manuals/ MFJ Enterprises, Inc. kan op geen enkele wijze verantwoordelijk of aansprakelijk worden gesteld voor welke schade dan ook, als gevolg van het gebruik van deze Nederlandse vertaling. DISCLAIMER: MFJ Enterprises, Inc. is not responsible nor liable for any and all mistakes in this Dutch manual due to the translation process, nor for any damage as a result of using this translation. By simply using this translation, the user accepts the contents of this disclaimer. 0.2 Knoppen, toetsen en pluggen cq connectoren worden aangeduid met <XXXX>. 0.3 Ik heb getracht zoveel als mogelijk Nederlandse woorden te gebruiken, maar als het gebruik van de onder amateurs gangbare Engelse term of jargon volgens mij het begrip ten goede komt, heb ik jargon gebruikt, of de in de oorspronkelijke Engelstalige gebruiksaanwijzing vermelde aanduiding laten staan of tussen (… ) toegevoegd. (In beide gevallen cursief). (Een mooie smoes voor het feit dat ik de Nederlandse vertaling niet wist, H I ). 0.4 U wordt dringend aangeraden om hoofdstuk 2 (voedingsbronnen) en paragraaf 3.0 (hoofdmenu en beeldscherm te lezen. Samenvatting hiervan: sluit NOOIT externe HF bronnen of andere spanningen aan op de antenne –ingang. Verkeerde polariteit van de voedingsspanning kan (zal!!!) het apparaat beschadigen. De voedingsspanning mag NOOIT 18 volt overschrijden! Denk hier ook aan bij netvoedingadapters die een half sinusvormige spanning afgeven: de top mag ook niet boven 18 volt uitkomen. Aanwijzing voor leden van afd. A63 die het afdelingsapparaat lenen: zolang de afdeling nog geen externe voeding MFJ-1315 bij onze MFJ259B heeft gekocht, wordt dit meetinstrument uitsluitend gebruikt met interne, niet oplaadbare batterijen van het type AA. De hoofdstukken 2.1 t/m 2.4 zijn voor ons niet van toepassing. De jumper volgens 2.4 staat in de juiste stand en moet daar blijven! Wij maken de kast niet open. Zodra de juiste netvoeding er is, zal de beheerder de jumper in de dan vereiste stand plaatsen. Voor het plaatsen van nieuwe verse batterijen maakt U het batterijluikje aan de achterzijde open (2 kruiskop schroefjes). NB. Er zijn 10 AA-cellen nodig! 0.5 Bij metingen aan antennes moet U oppassen dat die antenne geen signalen kan oppikken van andere zenders. Dat zou het meetresultaat kunnen beïnvloeden. Dus “uitkijken” op velddagen en Pinksterkampen! 0.6 Als het apparaat anders werkt dan volgens de gebruiksaanwijzing, of als U anderszins op~ of aanmerkingen hebt over de vertaling, wilt U dit dan even op een briefje aan de beheerder van het apparaat geven wanneer U dit weer bij hem inlevert na afloop van de uitleenperiode? Ook als U een ongelukje hebt gehad met de MFJ259B of als het apparaat op een andere wijze niet goed werkt, geeft U dit vanzelfsprekend even door aan de beheerder. 0.7 Hierbij mijn dank aan Jan, PA0JMG, (eindredacteur “CQ Friese Wouden”) voor zijn adviezen en het kritisch doorlezen van het manuscript. versie V 1.2; 12 December 2000, VERON afd. A63, Friese Wouden, Uw vertaler: Gerard, PA3GZC. [email protected] VERON afd. A63, Friese Wouden, PA3GZC 4 MFJ 259 B gebruiksaanwijzing (MFJ versie 6H2). HF/VHF SWR Analyzer 1.0 INTRODUCTIE. Attentie: Lees eerst hoofdstuk 2 voordat U dit apparaat gebruikt. Een onjuiste of verkeerd gepolariseerde voedingsspanning of te grote externe spanningen op de <ANTENNA> aansluiting beschadigen de analyzer. Beschrijving. De MFJ259B HF-analyzer is een compacte door batterijen gevoede HF impedantie-analyzer.Het apparaat bevat 4 basisfuncties: -een 1.8 tot 170 MHz oscillator met variabele instelbare frequentie, -een frequentieteller, -een 50 ohm HF-brug, en -een 8 bit microcontroller. Met dit instrument kan een grote diversiteit aan antenne of impedantiemetingen uitgevoerd worden, inclusief verliezen in coaxkabels, bepaling van de lengte (afstand) tot een onderbreking of kortsluiting en bepaling van de elektrische lengte van bijv. een kwart golflengte kabel. Hoewel de MFJ259B is ontworpen om 50 ohm antennes en transmissielijnen te analyseren, kan zij ook HF impedantie meten van enkele ohms tot meerdere honderden ohms. Zij kan ook gebruikt worden als signaalgenerator en als frequentieteller. Het frequentiebereik is opgedeeld in 6 elkaar overlappende bereiken. 1.1 OVER NAUWKEURIGHEID GESPROKEN. Goedkope impedantiemeters hebben hun beperkingen. In het volgende worden enkele gebruikelijke problemen en hun achtergronden vermeld. Meetfouten. Onbetrouwbare aflezingen ontstaan op 3 manieren: 1.Het binnendringen van signalen van externe HF bronnen, meestal sterke AM omroepstations. 2. Fouten door diodedetectors en analoog omzetters 3. De impedantie van connectors, verbindingen en draadlengten. Vrijwel alle goedkope impedantiemeters gebruiken breedbanddetectoren vanwege de lage prijs. Smalband detectoren zijn duur omdat zij minimaal 1 selectieve ontvangertrap met stabiele versterking moeten hebben. Met selectieve detectoren zou de prijs buiten het bereik van de normale (amateur-) gebruiker komen te liggen. Breedbanddetectoren zijn gevoelig voor externe signalen die buiten de band liggen, en er zijn geen goedkope oplossingen tegen de meeste van dergelijke storingen. De gebruikelijke laagdoorlatende filters of banddoorlatende filters gedragen zich als korte transmissielijnen waarvan de impedantie varieert met de frequentie. Zowel laagdoorlatende als hoogdoorlatende filters beïnvloeden impedantie en SWR metingen, precies zoals een extra stuk transmissielijn zou doen. Deze door filters veroorzaakte verandering van impedantie beperkt hun gebruik in hoge mate. Een vaak door gebruikers aangegeven oplossing van dit probleem is het vergroten van het vermogen van de interne signaalgenerator. Helaas wordt de levensduur van de batterijen sterk verkort door het grotere vermogen dat nodig is om een breedband-VFO met een schoon signaal dat vrij is van harmonischen te kunnen toepassen. In de MFJ259B wordt meer dan 70% van de totale energie (150 mA) gebruikt om een schoon, vervormingvrij signaal te produceren. De meeste HF storingsproblemen treden op bij lage frequenties, doordat de signalen van AMomroepstations van hoog vermogen gemakkelijk instralen in lange antennes. (Speciaal in 160 m. verticale antennes). MFJ biedt een instelbaar filter aan dat alle signalen van ongewenste frequenties verzwakt, terwijl het geen meetbare invloed heeft op metingen tussen 1.8 en 30 MHz. VERON afd. A63, Friese Wouden, PA3GZC 5 MFJ 259 B gebruiksaanwijzing (MFJ versie 6H2). HF/VHF SWR Analyzer Componentkarakteristieken als bron van onnauwkeurigheid. Diodes zijn niet-lineair wanneer zij een zeer klein signaal detecteren. De nauwkeurigheid van de MFJ259B is verbeterd door het gebruik van speciale microgolf Schottky detectors met aangepaste compensatiediodes. Elke eenheid is individueel gecompenseerd teneinde de best mogelijke lineairiteit te verkrijgen, bij belasting met zowel hoge als lage impedantie. Hierdoor is de 0.5% resolutie van de A/D omzetters de belangrijkste beperking geworden. Een ander probleem is draadlengte. De lengte van de bedrading tussen de componenten van de brug en die tussen de brug en de uitgang beïnvloedt de aanwijzing, vooral wanneer de impedantie zeer hoog of erg laag is. De MFJ259B minimaliseert dit probleem door het gebruik van surface mount microgolf onderdelen met lage capaciteit en vrijwel geen draadlengte. Valt het meetresultaat buiten het meetbereik dan geeft de MFJ259B een waarschuwing! Wanneer (Z>650) op het scherm verschijnt dan is de impedantie groter dan 650 en valt dus buiten het betrouwbare meetbereik. 1.2 TOEPASSINGEN VAN DE MFJ259B. De MFJ259B kan worden gebruikt voor het afregelen, testen of meten van: Antennes:………………………SWR, impedantie, reactantie, weerstand, resonantiefrequentie, en bandbreedte. Antennetuners………………… SWR, bandbreedte, frequentie Versterkers……………………. In- en uitgangs-aanpassingsnetwerken, smoorspoelen, ontstoringsonderdelen (suppressors), sper- en zuigkringen. Coaxiale transmissielijnen……..SWR, lengte, verkortingsfactor, Q en verlies (bij benadering), resonantiefrequentie en impedantie. Filters…………………………. SWR, verzwakking en frequentiebereik. Aanpas~ en afstem stubs………SWR, Q (ongeveer), resonantiefrequentie, bandbreedte, impedantie. Traps Resonantiefrequentie en Q (ongeveer). Afgestemde kringen………… Resonantiefrequentie en Q (ongeveer). Kleine capaciteiten…………… Waarde en eigen resonantiefrequentie. HF smoorspoelen en zelfinducties………….Waarde, eigen resonantiefrequentie (serie en parallel). Zenders en oscillatoren………..Frequentie. Metingen en aflezingen. Kabellengte (voeten= 30.48 cm.) Impedantie Z (vectorlengte, Ohm) Capaciteit (pF) Reactantie of X () Resonantiefrequentie (MHz) Signaalfrequentie (MHz) Kabelverliezen (dB) Fase van Z (vectorhoek, graden) Zelfinductie (H) Weerstand () Reflectieverliezen (dB) SWR t.o.v. 50 . De MFJ259B kan gebruikt worden als (niet-precisie) signaalgenerator. Zij geeft een relatief schoon signaal (harmonische vervorming beter dan –25dB) van ca. 3 Vpp (ca. 20 mW) in 50 . De uitgangsimpedantie (bronweerstand) is 50 .Opm. Een uitgebreidere beschrijving van de mogelijkheden alsmede correcte meetmethoden vindt U in de desbetreffende hoofdstukken. Zie de inhoudsopgave voor de diverse toepassingen. 1.3 FREQUENTIEBEREIKEN. Met de schakelaar <FREQUENCY> wordt een van de volgende frequentiebereiken gekozen:(met een kleine overlapping van de bereiken). 1.8---4, 4---10, 10---27, 27---70, 70---114, 114---170 MHz. VERON afd. A63, Friese Wouden, PA3GZC 6 MFJ 259 B gebruiksaanwijzing (MFJ versie 6H2). HF/VHF SWR Analyzer 2.0 SPANNINGSVOORZIENING MFJ259B. (Leden van afd. A63: zie paragraaf 0.4). Lees dit hoofdstuk voordat U welke spanning dan ook op dit apparaat gaat aansluiten. Verkeerd aansluiten (polariteit) of verkeerde spanningen kunnen dit meetinstrument beschadigen. 2.1 EXTERNE VOEDING. MFJ biedt optioneel een externe voeding aan: de MFJ-1315. Deze voldoet aan alle eisen en wordt door MFJ aanbevolen. Bij een ingeschakelde en werkende MFJ259B moet de spanning hoger zijn dan 11 V en bij voorkeur lager dan 16 V. In de slaapmodus (sleepmode of stand-by) mag de spanning nooit boven 18 V uitkomen (in deze toestand trekt de MFJ259B toch nog een kleine stroom uit de voeding). De voeding moet redelijk afgevlakt zijn en mag geen geaarde plus hebben. De MFJ259B kan gebruikt worden met een externe laagspanningsvoeding (MFJ-1315 aanbevolen). De ideale voedingsspanning bedraagt 14.5 Vdc, maar het apparaat werkt bij voedingsspanningen tussen 11 en 18 V. (Opm. vertaler: ik heb in Electron gelezen dat zij zelfs nog bij 7 V werkt). De opgenomen stroom is 150 mA maximaal. (Lees het hoofdstuk over batterijvoeding voordat U batterijen installeert!). De MFJ259B heeft een verzonken 2.1 mm plugje aan de bovenzijde (Opm. vertaler: 2.5 mm?). Het plugje is aangeduid met <POWER 12 VDC>. Het buitencontact is de negatieve pool, het binnencontact is de plus. Wanneer de voedingsplug in de <POWER> aansluitbus gestoken wordt, dan worden de interne batterijen afgeschakeld als voeding, maar zij blijven wel onder druppellading staan vanuit de externe voeding (mits de spanning daarvan toerijkend is voor het laden). Waarschuwing: verkeerde polariteit of te hoge spanning kan het apparaat blijvend beschadigen of vernietigen. Laat de spanning nooit boven 18 V komen, ook niet als top van een slecht afgevlakte halve sinus, zet nooit wisselspanning op de voedingsaansluiting en werk nooit met een geaarde plus. 2.2 VOEDING MET INTERNE BATTERIJEN. Als U batterijen installeert moet U eerst controleren of het kleine jumpertje van zwarte kunststof wel in de juiste stand staat, c.q. dit in de juiste stand plaatsen. De jumper bevindt zich binnenin de kast aan het boveneinde van de printplaat, in de buurt van de voedingsaansluiting en de aan-uit schakelaar. U kunt er bij komen door 8 schroeven aan de zijkanten van de kast te verwijderen (aan beide zijden 4 stuks) en door daarna de kast te verwijderen. De jumper zit over 2 van 3 naast elkaar gelegen pennen. Afhankelijk van het gebruik van oplaadbare of conventionele droge batterijen moet de jumper rechts of links zitten. Om nieuwe “volle” batterijen van hetzelfde type te plaatsen als de oude “leeg” zijn, kunt U een klein paneeltje aan de achterzijde openen. Dit batterijluikje zit vast met 2 schroefjes met Philips kruiskop. 2.3 OPLAADBARE BATTERIJEN, TYPE “AA”. Waarschuwing. Voorkom het gebruik van een externe voeding van minder dan 13 V indien U oplaadbare batterijen gebruikt. De batterijlader zal dan niet correct werken en de batterijen worden eventueel zelfs ontladen. Aanbevolen wordt om de batterijen te laden met de <POWER> schakelaar van de MFJ259B op <off>, en gedurende een voldoend lange tijd om volledige lading te bewerkstelligen (minstens 10 uren). Bij gebruik van oplaadbare batterijen moet de voedingsspanning tussen 14 en 18 V blijven. Een interne laadschakeling zorgt voor een laadstroom van 10-20 mA. Zolang er een externe voeding van voldoende spanning is aangesloten, zullen de batterijen onder onderhoudslading (druppellading) blijven, ook als de MFJ259B is uitgeschakeld. (Nogmaals: de MFJ-1315 voldoet aan alle eisen in dit opzicht!). VERON afd. A63, Friese Wouden, PA3GZC 7 MFJ 259 B gebruiksaanwijzing (MFJ versie 6H2). HF/VHF SWR Analyzer Bij gebruik van oplaadbare batterijen dient de interne zwarte jumper op de juiste plaats te staan. Zo niet, dan zullen de batterijen niet opgeladen worden. Bij oplaadbare batterijen moet de jumper over de rechtse 2 van de 3 contacten staan: 2.4 CONVENTIONELE “DROGE” BATTERIJEN, TYPE “AA”. Gebruik alkalinebatterijen van goede kwaliteit. Goede alkalinebatterijen geven minder kans op beschadiging van het apparaat doordat zij minder lekkagerisico hebben en zij hebben gewoonlijk een langere levensduur dan “gewone” droge batterijen. Zwakke, bijna lege niet-oplaadbare batterijen, van welke soort dan ook, dienen direct verwijderd te worden. Als U het apparaat gedurende langere tijd (langer dan een maand) niet gebruikt, moeten de batterijen er uit gehaald worden. Waarschuwing: bij gebruik van niet-oplaadbare batterijen moet het interne laadsysteem uitgeschakeld worden! De jumper op de print moet dan over de linkse 2 van de 3 pennen geplaatst zijn: 2.5 POWER SAVING MODE (sleepmode). Het stroomverbruik tijdens bedrijf bedraagt ca. 150 mA. De levensduur van de batterijen wordt verlengd door gebruik te maken van de ingebouwde power saving mode. Het stroomverbruik is dan minder dan 15 mA. Deze slaaptoestand wordt automatisch ingeschakeld wanneer U gedurende 2 minuten de <MODE> toets niet bediend en U geen grotere frequentieverandering dan max. 50 kHz maakt. De slaaptoestand wordt in het display aangegeven d.m.v. een knipperende SLP aanduiding: Om het apparaat weer wakker te maken drukt U op de <MODE> of <GATE> knop. U kunt de spaarschakeling uitschakelen door de <MODE> knop in te drukken en ingedrukt te houden als U het apparaat inschakelt d.m.v. de <POWER> knop. U mag de <MODE> knop pas loslaten als het copyright bericht in het display verschijnt. Als de spaarschakeling (power saving mode) met succes is uitgeschakeld verschijnt bij het loslaten van de <MODE> knop in het display de mededeling: VERON afd. A63, Friese Wouden, PA3GZC 8 MFJ 259 B gebruiksaanwijzing (MFJ versie 6H2). HF/VHF SWR Analyzer 3.0 HOOFDMENU en DISPLAY. Waarschuwing: sluit nooit een HF signaal of een andere externe spanning aan op de antenneaansluiting van de MFJ259B. De Schottky detectordiodes in het apparaat kunnen hierdoor defect raken. Lees hoofdstuk 2 voordat U het apparaat inschakelt. Een onjuiste voedingsspanning kan schade veroorzaken. 3.1 ALGEMENE AANSLUITGEGEVENS. De <ANTENNA> aansluiting (SO-239 type “UHF” plug) aan de bovenzijde van de kast is de aansluiting voor HF metingen. Zij wordt gebruikt bij SWR en andere HF metingen, behalve bij gebruik van het apparaat als frequentieteller. De <POWER> aansluiting (2.1 (2.5???) mm) is beschreven in hoofdstuk 2.0. Nogmaals: lees dit hoofdstuk eerst! De ingang voor de frequentieteller (<FREQUENCY COUNTER INPUT>) (BNC type plug) wordt uitsluitend gebruikt bij toepassing als frequentieteller. Deze toepassing wordt beschreven in hoofdstuk 3.3. Opm. Het hierna volgende is een beschrijving van het openingsmenu of default menu. Er is ook een hoofdstuk voor gevorderde gebruikers: hoofdstuk 5. 3.2 POWER –UP DISPLAY, opstartdisplay. Na inschakelen van de MFJ259B d.m.v. de <POWER> knop, of na het toevoeren van externe voedingsspanning met de <POWER> knop in ingeschakelde toestand, verschijnen er enkele mededelingen op het display. Het eerste bericht betreft het versienummer van de software: Het tweede bericht vermeldt de datum (jaar) van het copyright Opm. Zie paragraaf 2.5 voor de mededelingen bij het uitschakelen van de slaaptoestand. Die mededeling verschijnt juist voor de mededeling over de spanningstoestand Het derde bericht is de spanningscontrole. Het vermeldt de bedrijfsspanning, en geeft een indicatie van de ladingstoestand van de batterijen of vermeldt de waarde van de externe voedingsspanning: Het laatste opstartdisplay is het werkdisplay zoals beschreven in hoofdstuk 3.3 (Impedantie R en X). Op de twee paneelmeters worden SWR en Impedantie aangegeven van belastingen die aangesloten zijn op de <ANTENNA> aansluiting. Bij indrukken van <MODE> verandert de meetfunctie. Na het loslaten van de <MODE> knop verschijnen de gegevens van de nieuwe meetfunctie in het display. De 5 hoofdmeetfuncties worden hierna beschreven. VERON afd. A63, Friese Wouden, PA3GZC 9 MFJ 259 B gebruiksaanwijzing (MFJ versie 6H2). HF/VHF SWR Analyzer 3.3 BESCHRIJVING HOOFDMENU’s. Als de <MODE> toets kortstondig wordt ingedrukt in de hoofdmode, dan verandert de MFJ259B van displaymode. Wanneer de mode voor de eerste keer omschakelt komt de meetmode gedurende enkele seconden op het display. In het volgende worden nu de 5 displaymodes of functies beschreven: Impedantie R & X is de eerste power-up mode. In deze mode geeft het LCD scherm de frequentie in MHz, SWR, ohmse gedeelte van de belastingsimpedantie (R=), en het imaginaire (reactieve) deel (X=). De IMPEDANTIE meter wijst de absolute waarde van de impedantie aan (Z in Ohm), en de SWR meter geeft de waarde van de SWR Coax verliezen (Coax Loss), de tweede mode, wordt verkregen door de <MODE> toets eenmaal even in te drukken. Het display vermeldt de testfrequentie, en (ongeveer) de verliezen van een aangesloten 50 coaxkabel, of 50 verzwakker, of 50 transformator of balun (alleen voor de differential mode stroom, niet voor de common mode). In deze mode mag de kabel aan het “verre” eind niet afgesloten zijn met een ohmse weerstand (of een impedantie met een ohms deel). Wanneer dat wel het geval is zal het aangegeven verlies hoger zijn dan het werkelijke. Capaciteit in pF is de derde mode. Het LCD vermeldt de testfrequentie, de capacitieve reactantie (“capacitantie” Xc=) in Ohm, de capaciteitswaarde (C=) in picofarads (pF). De IMPEDANTIE meter geeft de reactantie in , en de SWR meter de SWR. Zelfinductie in H is de vierde modus. Het display vermeldt de frequentie waarbij gemeten is, de inductieve reactantie (“inductantie” Xl=) in , de zelfinductie (L=) in microhenries (H). De IMPEDANTIE meter geeft weer de waarde, nu van de inductieve weerstand (inductieve reactantie of inductantie) in en de SWR meter geeft de SWR. Frequentieteller is de vijfde en laatste functie van het hoofdmenu. Op de BNC connector aangeduid met <FREQUENCY COUNTER INPUT> wordt het te meten HF signaal aangesloten. De gevoeligheid van deze ingang loopt van 10 mV bij 1.7 MHz tot 100 mV bij 180 MHz. Met de <GATE> toets wordt de kijktijd (sample window) ingesteld. Bij een langere kijktijd krijgt U meer cijfers in het display en heeft de teller een grotere resolutie. Waarschuwing: De spanning op de BNC ingang mag nooit meer dan 2 Vpp zijn, en er mag nooit een gelijkspanning op gezet worden. 3.4 KNIPPERENDE WAARSCHUWING VOLTAGE LOW op het display. Wanneer de voedingsspanning lager is dan 11 V komt er een knipperende waarschuwing voltage low op het display. Het indrukken van de <MODE> toets tijdens deze waarschuwing schakelt de waarschuwing uit en maakt het mogelijk om door te werken met die te lage voedingsspanning, lager dan 11 V. VERON afd. A63, Friese Wouden, PA3GZC 10 MFJ 259 B gebruiksaanwijzing (MFJ versie 6H2). HF/VHF SWR Analyzer 4.0 HOOFD of BEGINMENU. Waarschuwing: zet nooit een HF signaal of een andere externe spanning op de <antenna> ingang. De Schottky diodes in de MFJ259B worden gemakkelijk beschadigd door externe spanningen van slechts enkele volts. Vergewis U ervan dat de voedingsspanning juist is, zoals beschreven in paragraaf 2.0, voordat U met dit apparaat aan het werk gaat. Enige basiskennis van het gedrag van transmissielijnen en antennes en van de daarbij gebruikte terminologie is zeer belangrijk om de door de MFJ259B gemeten en verstrekte informatie te begrijpen. De meeste toelichting is beschikbaar in het ARRL handboek en die informatie is voldoende voor amateur-gebruik. 4.1 ALGEMENE AANSLUITGEGEVENS. De <ANTENNA> aansluiting (SO 239 type) aan de bovenzijde van de kast is de aansluiting voor HF metingen. Deze aansluiting wordt gebruikt voor SWR en andere HF impedantiemetingen Uitzondering is het gebruik als frequentieteller. Waarschuwing: zet nooit externe spanningen of HF signalen op de <ANTENNA> aansluiting. Het kan niet vaak genoeg gezegd worden! 4.2 ANTENNE SWR. Om de SWR van een antenne of van een antennetuner te meten: a.) Als de antenne geen voor DC geaard voedingssysteem heeft, moet U eerst even de binnenader van de coax met de buitenader kortsluiten, of de beide draden van de “kippenladder” kortsluiten, of bij een (eindgevoede) enkeldraadsantenne, deze ontladen tegen aarde. Dit om de “zero bias” Schottky diodes te beschermen tegen beschadiging door statische lading. b.) Sluit onmiddellijk daarna de antenne aan op de <ANTENNA> aansluiting van de MFJ259B. (In het geval van een niet geaard antennesysteem). c.) U kiest het gewenste frequentiebereik m.b.v. de schakelaar <FREQUENCY>. d.) Schakel de MFJ259B in m.b.v. de <POWER> schakelaar en kijk naar het display. De batterijspanning moet goed zijn en liggen tussen 11 en 16 V. e.) Het opstartmenu geeft frequentie, SWR, weerstand en reactantie weer op het display, tezamen met SWR en impedantie op de analoge meters. In deze mode worden weerstand (het reële deel) en reactantie (het imaginaire deel) vermeld in Ohm. f.) Kies met de knop <TUNE> (en evt. <FREQUENCY RANGE>) de gewenste frequentie, of zoek de frequentie die de laagste SWR geeft. Met de MFJ259B zijn “antennemetingen voor gevorderden” mogelijk. Zij worden beschreven in hoofdstuk 5.0, maar wanneer U die niet helemaal begrijpt is het beter om U tot de metingen uit dit hoofdmenu te beperken. De meeste toepassingen “voor gevorderden” zijn een andere manier van weergeven van dezelfde informatie uit dit hoofdmenu. Antenne tips. 1) De meetresultaten betreffen steeds de SWR, impedantie en resonantiefrequentie zoals de MFJ259B die heeft gemeten op het meetpunt. Niet meer en niet minder! De impedantie en resonantiefrequentie (de frequentie waarbij de reactantie door nul gaat) op dit punt (de MFJ259B) behoeven niet gelijk te zijn aan de impedantie en resonantiefrequentie van de antenne. De MFJ259B en ieder ander apparaat waarmee je impedantie meet geeft de antenne-impedantie, SWR t.o.v. 50 en resonantiefrequentie zoals die na transformatie door de voedingslijn of welke bedrading dan ook (inclusief evt. baluns) op het meetpunt, dus de MFJ259B, aankomt. Als de impedantie van de voedingslijn 50 bedraagt zal de MFJ259B wel de juiste SWR aangeven, behalve bij gebruik van zeer lange en /of verliesgevende lijnen. VERON afd. A63, Friese Wouden, PA3GZC 11 MFJ 259 B gebruiksaanwijzing (MFJ versie 6H2). HF/VHF SWR Analyzer (Opm. vertaler: als de verliezen in de lijn maar groot genoeg zijn wordt alle energie in de verliesweerstand van de lijn gedissipeerd en wordt er niets teruggekaatst. M.a.w. de SWR is dan altijd 1:1. “De ideale dummyload”!) 2) De resonantiefrequentie is die frequentie waarbij het imaginaire deel van de antenne-impedantie, dus de reactantie nul is, of in een enkel geval zo dicht mogelijk bij nul ohm. Dus NIET het punt waar de SWR zo laag mogelijk is. Die wordt bepaald door de ohmse weerstand die in het resonantiepunt nog over is. (Resonantiefrequentie en frequentie van laagste SWR kunnen wel samenvallen). De meest wenselijke belasting is bijna altijd de belasting die de laagste SWR geeft, ook al is dit niet het punt van resonantie (reactantie X=0). 3) Een impedantie van 50 kan samengesteld zijn uit een reëel en een imaginair deel (R en Xc of Xl). Als de impedantie 50 bedraagt, maar de SWR is niet 1:1, dan zal dat komen doordat de impedantie niet zuiver ohms is maar een reactief deel bevat. In tegenstelling tot wat vaak ten onrechte gedacht wordt is het niet mogelijk een perfecte 1:1 SWR te verkrijgen als de belastingsimpedantie een reactieve component bevat, ook niet als de complexe impedantie Z 50 Ohm bedraagt. Een goed voorbeeld is een puur reactieve 50 belasting, bijv. een condensator. De MFJ259B zal aangeven R=0 X=50, terwijl de analoge meter 50 aanwijst. De SWR echter zal overflow aangegeven (SWR>25), omdat de reactieve 50 belasting praktisch geen energie absorbeert en de SWR dus bijna oneindig groot is. 4) Zelfs als een ideale transmissielijn exact is afgeknipt op een geheel aantal malen een halve golflengte (elektrische lengte) gedraagt zij zich slechts op èèn frequentie als een halve golf lijn. Op een iets daarvan afwijkende frequentie zul je al een impedantie meten die van de echte voedingspunt impedantie van de antenne afwijkt. De lijn is alleen “impedantie-transparant” wanneer zij verliesvrij is en een geheel aantal halve golven lang voor die frequentie. Hoe langer de lijn is, uitgedrukt in golflengten, des te kritischer wordt de lengte en des te minder nauwkeurig worden de metingen. (Opm. vertaler: het blijft vanzelfsprekend het beste om met de MFJ259B boven in de paal te klimmen en direct aan de antenne te meten, maar in de praktijk zullen we ons toch moeten behelpen met een lijn van enkele halve golven lang, teneinde op de grond te kunnen meten zonder dat we de antenne zover omlaag halen dat de meting beïnvloed wordt door de nabijheid van de aarde en andere obstakels). 5) Als de voedinglijn niet een exact veelvoud is van een kwart golflengte, dan zou dankzij de voedingslijn een hogere of lagere resonantiefrequentie gemeten kunnen worden. Een niet aangepaste lijn die niet precies een kwart golflengte (of veelvoud daarvan) lang is voegt reactantie toe waardoor de totale reactantie nul wordt (dus: “resonantie”) bij een andere frequentie dan de resonantiefrequentie van de antenne. Het is een heel normaal verschijnsel bij dipolen dat er meervoudige resonanties van de combinatie van antenne en voedingslijn optreden, waarbij de reactantie door nul gaat bij andere frequenties dan de echte resonantiefrequentie van de dipool. 6) Bij een 50 ohm lijn, die niet straalt, geen mantelstroom heeft, waarbij de stromen in de beide geleiders precies even groot zijn en zij dus goed gebalanceerd is, en die minimale verliezen heeft, maakt het niet uit op welk punt langs de lijn U met de MFJ259B de SWR meet. Impedantie en resonantiefrequentie kunnen langs de lijn variëren dankzij transformatiewerking van de lijn, maar de SWR varieert dan niet. 7) Als de SWR varieert bij verandering van de lijnlengte, of van de plaats van de lijn in haar omgeving (bevestiging), of van de plaats van aarding van de lijn (aarding van coax buitenmantel) dan lijdt de lijn aan een van de volgende tekortkomingen: a.) In de voedingslijn loopt een common mode stroom, m.a.w. de beide stromen in de twee geleiders zijn niet exact gelijk (en tegengesteld) en de lijn straalt dus. b.) De voedingslijn is geen exacte 50 ohm lijn. c.) De lijn heeft hoge verliezen. VERON afd. A63, Friese Wouden, PA3GZC 12 MFJ 259 B gebruiksaanwijzing (MFJ versie 6H2). HF/VHF SWR Analyzer 4.3 COAX VERLIEZEN. De tweede hoofdmodus betreft coax verliezen. U komt in deze mode door na inschakelen de <MODE> toets te bedienen. In deze mode geeft het display van de MFJ259B het verlies in de coax kabel en de frequentie waarbij dit verlies is gemeten (de frequentie die U zelf gekozen hebt). De analoge meters zijn buiten werking. Hoewel deze modus is ontworpen voor het meten van 50 ohm kabels, meet zij ook het verlies in diverse typen transmissielijn- transformatoren en “smoorspoel- baluns”, alsmede het verlies in 50 ohm verzwakkers. Waarschuwing: meet geen conventionele transformatoren, of verzwakkers en coaxkabels met impedantie anders dan 50 ohm. Tijdens het meten dient het “verre” eind van het te meten object open (onbelast) te zijn, of kortgesloten, of belast met een pure reactantie. Elke ohmse belasting heeft tot gevolg dat de verliezen slechter (hoger) worden gemeten dan zij in werkelijkheid zijn. Het meten van verliezen: 1) Verbindt de MFJ259B met de te meten 50 kabel, verzwakker of “transmissielijn-balun” of 50 Ohm transformator. Zorg ervoor dat het te meten object niet is afgesloten met welke ohmse weerstand dan ook (of impedantie met een ohmse component). 2) Schakel de MFJ259B in. Nadat het display is aangekomen bij de openingsmodus, drukt U de <MODE> knop eenmaal in. 3) Het display moet nu knipperen met het woord Coax Loss. 4) Lees op het display het verlies in dB bij de door U gekozen frequentie ( knoppen <FREQUENCY RANGE> en <TUNE>). 4.4 CAPACITEIT. Opm. De MFJ259B meet reactantie, en zet die daarna om in capaciteit. De MFJ259B kan niet bepalen of de reactantie capacitief of inductief is. Dat kunt U bepalen door de frequentie te variëren. Als U de frequentie verhoogt en de reactantie (X op het display of Impedantie op de analoge meter) wordt daarbij kleiner, dan zal het een capaciteit zijn. Als de reactantie kleiner wordt wanneer U de frequentie verlaagt, dan is het een zelfinductie (bij die frequentie). (Opm. vertaler: dit verhaal gaat niet op als U dicht bij de eigen resonantie van de C of L zit). “Capaciteit in pF” is de derde mode. De frequentie waarbij gemeten wordt is instelbaar. Het meetbereik loopt van enkele pF tot enkele nF (kpF). De capaciteit wordt berekend uit reactantie en frequentie, volgens 2fCX=1. De MFJ259B wordt onnauwkeurig bij het meten van reactanties lager dan 7 en boven 650 . In die gevallen geeft het display “C(X<7)” resp. “C(Z>650)”. Als C in serieresonantie is met haar parasitaire zelfinductie lijkt zij oneindig groot te zijn en kan zij niet bepaald worden. Het display vermeldt dan C(X=0). De capaciteitswaarde wordt ook niet vermeld als aan de meetnauwkeurigheid getwijfeld wordt. VERON afd. A63, Friese Wouden, PA3GZC 13 MFJ 259 B gebruiksaanwijzing (MFJ versie 6H2). HF/VHF SWR Analyzer Het meten van capaciteit: 1) Schakel de MFJ259B in en stap door de modi heen met de <MODE> toets totdat het display aangeeft “Capacitance in pF”. 2) Sluit de te meten condensator aan op de ingang <ANTENNA>, met zo kort mogelijke draden, of nog beter, met de draadlengte die U in het circuit gaat gebruiken. 3) Kies een frequentie zo dicht mogelijk bij de toepassingsfrequentie, maar wel zodanig dat er geen waarschuwing optreedt. C(Z>650) is de ene, C(X<7) is een andere. C(X=0)indiceert dat de C een bijna perfecte kortsluiting vormt voor de MFJ259B. Bij het meten van condensatoren zal de waarde in het display waarschijnlijk variëren met de frequentie. Dat komt door zelfinductie in de condensator, en door de zelfinductie van de draadjes tussen condensator en <ANTENNA> plug, waardoor de effectieve capaciteitswaarde varieert met de frequentie. De gemeten waarde kan behoorlijk afwijken van die bij gelijkspanning of bij zeer lage frequenties. Bij hogere frequenties wordt de effectieve waarde van de capaciteit groter. Zij wordt oneindig wanneer capaciteit en zelfinductie in serieresonantie komen. De frequentie waarbij de impedantie van de condensator met de aansluitdraden X=0 wordt, is de serieresonantie frequentie. Ontkoppelcondensatoren worden soms bewust gebruikt op of in de buurt van de serie of eigen resonantiefrequentie, maar de meeste toepassingen zijn bij frequenties die ver onder de eigen resonantiefrequentie liggen. De analoge impedantiemeter wijst de reactantie X van de condensator aan in Ohm. 4.5 ZELFINDUCTIE. Opm.: De MFJ259B meet de reactantie en rekent die om in zelfinductie. Hetzelfde verhaal als bij het meten van condensatoren. Als de reactantie X op het display of de impedantie Z op de analoge meter afnemen terwijl U de frequentie verhoogt, dan is de belasting capacitief bij die frequentie. Bij een zelfinductie nemen de reactantie en impedantie af als de frequentie verlaagd wordt. “Zelfinductie in H” is de vierde modus, en zij meet de zelfinductie in microhenry (H) bij een instelbare frequentie. Het meetbereik loopt van minder dan 0.1 H tot max. 60 H. De zelfinductie wordt berekend uit reactantie en meetfrequentie volgens X=L=2fL. De MFJ259B wordt onnauwkeurig onder 7 en boven 650 ohm. Er verschijnt dan een waarschuwing in het display: “L(X<7)” of “L(Z>650)” en de zelfinductiewaarde wordt niet vermeld. Het meten van zelfinductie. 1) Schakel de MFJ259B in en bedien de <MODE> toets totdat in het display Inductance in H verschijnt. 2) Sluit de spoel aan op de <ANTENNA> plug, via zo kort mogelijke bedrading, of met de draadlengte zoals die in de toepassing gaat optreden. 3) Stel een frequentie in zo dicht mogelijk bij de werkfrequentie, maar zodanig dat er geen waarschuwingen verschijnen. L(Z>650) is een dergelijke waarschuwing, evenals L(X<7). L(X=0) betekent dat de spoel zich vrijwel als een kortsluiting gedraagt en dat de frequentie te laag is of dat de zelfinductie te klein is om te kunnen meten. VERON afd. A63, Friese Wouden, PA3GZC 14 MFJ 259 B gebruiksaanwijzing (MFJ versie 6H2). HF/VHF SWR Analyzer Bij het meten van een spoel kan de gemeten zelfinductie veranderen bij variërende frequentie. Dat komt door spreidingscapaciteit in de spoel en tussen de aansluitdraden naar de <ANTENNA> plug. Vooral bij HF frequenties treedt dit op en wijkt de meetwaarde af van die bij lage frequenties. De analoge IMPEDANTIEmeter wijst de reactantie X van de spoel aan in Ohm. Opm.: Zowel draadlengte en plaatsing van de spoel in de toepassing, als spoelontwerp beïnvloeden de meting en het gedrag in de toepassing. Normaal gesproken neemt de inductantie (inductieve reactantie) van de spoel toe als de frequentie hoger wordt. Maar, zoals ook bij condensatoren het geval is, kan de spoel door serie of door parallelresonantie zich bij bepaalde frequenties gedragen als een kortsluiting of juist als een zeer hoge impedantie (parallelkring). VERON afd. A63, Friese Wouden, PA3GZC 15 MFJ 259 B gebruiksaanwijzing (MFJ versie 6H2). HF/VHF SWR Analyzer 5.0 BIJZONDERE TOEPASSINGEN, voor “GEVORDERDEN”. Waarschuwing: geen HF of andere externe spanningen aansluiten op de <ANTENNA> plug. Dit geeft grote kans op beschadiging van de MFJ259B. Deze functies bereikt U door de <GATE> en <MODE> toetsen tegelijk gedurende meerdere seconden in te drukken. Bij het loslaten van deze toetsen zal in het display het ADVANCED bericht verschijnen. In dit gevorderden menu zijn de volgende meetmodi beschikbaar: Impedantie……………………………..SWR, absolute waarde en fazehoek van de impedantievector Reflectieverlies en Reflectiecoëfficiënt SWR, reflectieverlies, impedantie, reflectiecoëfficiënt Afstand tot fout……………………….. SWR, impedantie, afstand tot fout (open of sluiting) Resonantie…………………………… SWR, weerstand en reactantie Transmissie rendement…………………SWR, impedantie en uitgaand vermogen als % van het totaal vermogen. (Aanpassingsrendement %) 5.1 INLEIDING. In de “gevorderden” mode meet de MFJ259B de afstand tot een kabelfout vanaf het meetpunt (= de MFJ259B), impedantie, reactantie, weerstand en SWR (staande golf verhouding). Zij meet en vermeldt ook andere parameters waarin de SWR kan worden uitgedrukt: reflectieverlies (return loss), reflectiecoëfficiënt en uitgaand vermogen als % van beschikbaar totaal vermogen (transmit efficiency, transmissierendement). Sommige van deze termen zijn wat misleidend omdat zij niet exact beschrijven wat er werkelijk plaatsvindt. Gebruikers die niet bekend zijn met deze begrippen adviseren wij nadrukkelijk geen gebruik te maken van deze meetmogelijkheden. Onderstaand nomogram geeft het verband tussen de verschillende grootheden. De MFJ259B bevat een 50 Ohm brug met spanningsdetectoren over elke tak. Een 8 bit microprocessor bewerkt deze spanningen en past algoritmen toe (gebruikt formules) om hieruit bruikbare informatie te halen. De fundamentele berekeningen zijn weerstand, reactantie, SWR en complexe impedantie(R+jX). Daar waar de nauwkeurigheid er op aan komt vergelijkt de MFJ259B meerdere uitkomsten en geeft als resultaat een gewogen gemiddelde van de meest betrouwbare uitkomsten. Het systeem wordt beperkt door de 8 bits van de analoog-digitaal omzetting en databewerking. Op de overgang van het minst significante bit van de gedetecteerde spanningen kan soms een verspringing van 1 bit optreden. MFJ heeft getracht het apparaat zo nauwkeurig mogelijk te maken, maar sommige formules bevatten bewerkingen zoals kwadrateren en andere functies van hogere orde. De resolutie van de detectoren is ca. 0.5 %, en er is een zo direct mogelijke berekening toegepast. Echter voor bepaalde waarden van impedantie zijn kleine fouten niet altijd te vermijden. VERON afd. A63, Friese Wouden, PA3GZC 16 MFJ 259 B gebruiksaanwijzing (MFJ versie 6H2). HF/VHF SWR Analyzer Enig fundamenteel begrip van het gedrag van transmissielijnen en van antennes en de bijbehorende terminologie is zeer belangrijk voor het begrip van de door de MFJ259B verstrekte complexe informatie. Veel wordt beschreven in het ARRL Handboek en is voldoende voor de meeste amateurtoepassingen. (Opm. vertaler: voor ARRL Handboek kan ook gelezen worden RSGB Handboek, VERON cursusboeken, en vele publicaties in Electron, alsmede allerlei boeken over antennes die o.a. te verkrijgen zijn bij het Service Bureau van de VERON). 5.2 ALGEMENE AANSLUITGEGEVENS. De <ANTENNA> plug (SO 239 type) aan de bovenzijde van de MFJ259B is de HF meetuitgang. Hij wordt gebruikt bij SWR en impedantie metingen, maar niet bij gebruik als frequentieteller. De <ANTENNA> levert een signaal van ca. +7 dBm in 50 (~ 0.5 V “effectief” of “RMS”),en heeft een bronweerstand (inwendige weerstand) van eveneens 50 . (De onbelaste uitgangsspanning of EMK is dus ca. 1 V). De harmonischen zijn minimaal 25 dB verzwakt t.o.v. de grondgolf over het gehele frequentiebereik van de MFJ259B. Hoewel de VFO (variabele oscillator) niet is gestabiliseerd kan zij wel gebruikt worden als een (primitieve) signaalgenerator. De <ANTENNA> is niet voor gelijkspanning geïsoleerd van de uitwendige belasting, waardoor externe spanningen rechtstreeks op de interne detectors komen te staan. Dus nogmaals: NOOIT EXTERNE SPANNINGEN OF HF SIGNALEN OP <ANTENNA> en BESCHERM DIT PUNT TEGEN STATISCHE LADING. Gebruik goede HF verbindingen. Houdt de bedrading zo kort mogelijk als U aan componenten meet of aan niet-50 systemen. Transmissielijnen die voor de onderlinge verbinding worden gebruikt zullen, wanneer dit geen 50 lijnen zijn, de impedantie en SWR beïnvloeden. Gebruik goed geconstrueerde verbindingen met 50 kabels van goede kwaliteit teneinde fouten te vermijden. 5.3 IMPEDANTIEMODE, VECTOR EN FASE. Impedantie is de eerste mode in het “gevorderden” menu. Het openingsdisplay vermeldt: In deze mode geeft het display de frequentie, absolute waarde Z van de impedantie in Ohm (de vectorlengte) en de fasehoek van de vector. De meters geven de SWR en impedantie. De maximaal meetbare impedantie is 650 en wordt aangegeven met (Z>650). Opm. De parasitaire capaciteit van ca. 4.4 pF heeft bij frequenties boven 60 MHz een impedantie die lager is dan 650 . Deze kleine capaciteit beïnvloedt HF metingen niet en geeft slechts een kleine fout wanneer op VHF impedanties onder de enkele honderden Ohm worden gemeten. 5.4 REFLECTIEVERLIEZEN (return loss) en REFLECTIE COËFFICIËNT. De mode Return Loss en Reflection Coëfficiënt is de tweede in het “gevorderden” menu. Nadat U in dit “gevorderden” menu bent aangekomen drukt U even kort op <MODE>. U kunt het ook bereiken vanuit elke andere gevorderden mode door herhaald op <MODE> te drukken totdat het display aangeeft dat U in de gewenste mode bent aangekomen. VERON afd. A63, Friese Wouden, PA3GZC 17 MFJ 259 B gebruiksaanwijzing (MFJ versie 6H2). HF/VHF SWR Analyzer In deze mode worden “Reflectieverlies” en “Reflectie Coëfficiënt” gemeten. Het display vermeldt Return Loss RL in dB en Spannings Reflectie Coëfficiënt (rho) in %. De analoge meters geven SWR en impedantie. Bij het meten in deze mode verbind U de te meten belasting met <ANTENNA>, U kiest de gewenste frequentie m.b.v. >FREQUENCY RANGE> en <TUNE> en U leest de meetresultaten af op het LCD en op de paneelmeters. 5.5 AFSTAND TOT FOUT. Dit is de derde “gevorderden mode”. U kunt hiermee de (elektrische) kabellengte meten, en de afstand tot een onderbreking of kortsluiting. U bereikt deze mode door in het Advanced menu 2 maal <MODE> in te drukken (of zo vaak totdat het display aangeeft dat U er bent. Dit geldt voor alle advanced modes). Bij het gebruik van gebalanceerde tweedraads lijn dient U de MFJ259B uitsluitend met interne batterij voeding te gebruiken. Houdt de MFJ259B op minstens een meter afstand van aarde en andere geleiders, en verbindt tijdens de meting geen enkele andere geleider dan de te meten lijn met de MFJ259B. Verbindt de buitenkant van <ANTENNA> met de ene geleider en het binnencontact met de andere. Een tweedraads gebalanceerde lijn moet in een rechte lijn worden opgehangen op minimaal een meter afstand van metalen objecten en van aarde. Coax kabels mogen op een hoop of opgerold op de grond liggen. U kunt zowel batterijvoeding als externe voeding gebruiken en de MFJ259B mag gerust op of nabij metalen objecten liggen, zonder dat dit de meting beïnvloedt. Coax kabels kunnen normaal aangesloten worden, met de mantel geaard. De “afstand tot fout” mode meet de elektrische afstand in voeten (feet = ft) van 30.48 cm tot een fout in de transmissielijn (onderbreking of kortsluiting) of verkeerde afsluiting. Om de echte afstand te verkrijgen moet U de afgelezen afstand vermenigvuldigen met de zgn. verkortingsfactor (Velocity Factor) Vf. (Niet te verwarren met de “Forward Voltage” Vf bij SWR metingen!) Als bijvoorbeeld het display vermeldt: 75 ft, en de transmissielijn is een RG-213/U coax kabel met een verkortingsfactor Vf=0.66, dan is de fysieke lengte in meters: 75 x 0.66 x 0.3048 = 15.09. Deze meetmethode heeft 1 beperking: de misafsluiting of fout mag niet periodiek frequentie afhankelijk zijn. Bijvoorbeeld: als de lijn via een link is gekoppeld met een antennetuner (dus via de lijn ziet de MFJ een selectief circuit, dat zich bij alle frequenties op 1 na als een ”open” of als een kortsluiting gedraagt) dan zal zij de afstand correct bepalen. Maar als de belasting bestaat uit een laagdoorlaatfilter, dan gaat het afhankelijk van de testfrequentie fout. Deze mode werkt goed als de misafsluiting bestaat uit een zo goed als ohmse weerstand, maar het gaat fout als het een bijna volledige reactantie is. Om uit te vinden of de meting betrouwbaar is, kunt U het best 2 of meer metingen doen bij verschillende frequenties, die minstens een octaaf (factor 2) uit elkaar liggen. Als de zo gemeten afstanden met elkaar overeenstemmen zijn zij bijna zeker correct. Bij hoe meer frequenties U de afstand meet, hoe zekerder U bent dat de afstand de juiste is. Het meten van de afstand-tot-fout: 1) Kies een frequentie waarbij de Impedantiemeter minimale uitslag geeft en waarbij het display een zo laag mogelijke reactantie aangeeft, of waarbij de reactantie door nul gaat. 2) Druk op de <GATE> toets. De knipperende “1st” zal veranderen in een knipperende “2nd”. VERON afd. A63, Friese Wouden, PA3GZC 18 MFJ 259 B gebruiksaanwijzing (MFJ versie 6H2). HF/VHF SWR Analyzer 3) Stem de MFJ259B af op een hogere of lagere frequentie totdat de impedantiemeter het eerstvolgende punt van laagste impedantie meet, en de reactantie door nul gaat of in ieder geval de laagste waarde heeft. Een afwijking van enkele Ohm is hierbij acceptabel. . 4) Druk opnieuw op <GATE> en het display zal de afstand geven in voeten (ft) van 30.48 cm. Vermenigvuldig de afstand in voeten met de verkortingsfactor van de kabel en met 30.48 cm en U heeft de afstand of lengte in cm. Voorbeeld: De MFJ259B geeft een afstand van 13 ft (voet) en de kabel, waarin een onderbreking zit, is een standaard schuimkabel met een verkortingsfactor van 0.80. 13 x 0.80 x 30.48 = 317 cm. De fout zit dus op 317 cm vanaf de MFJ259B. 5.6 RESONANTIE MODE. In de resonantie modus wordt in de eerste plaats gekeken naar reactantie, waarbij de reactantie wordt aangegeven op de impedantiemeter. In deze modus meet de MFJ frequentie, SWR, weerstand (R=) en reactantie (X=). Als de reactantie nul is, wordt het systeem resonant genoemd. Opm. Een reactantie van nul oftewel resonantie kan optreden bij frequenties waarbij de antenne zelf niet in resonantie is. Omgekeerd kan de antenne niet in resonantie lijken te zijn, dus reactantie vertonen, terwijl zij wel in resonantie is. Dat komt doordat er via een transmissielijn wordt gemeten. Wanneer een niet perfect aangepaste antenne en een voedingslijn die niet een exact veelvoud is van een kwart golflengte ( 0.25, 0.50, 0.75 enz.) worden gebruikt, dan zal de voedingslijn reactantie toevoegen. De toegevoegde reactantie kan toevallig de antennereactantie compenseren, waardoor de combinatie in resonantie is. De SWR van het systeem zal, als de lijn een 50 Ohm lijn is met minimale verliezen en vrij van common mode stromen, niet veranderen als de lijnlengte wordt gewijzigd. Dit is zelfs waar als de resonantiefrequentie of de reactantie hierdoor veranderen. Deze mode werkt zoals de andere SWR en impedantie modi, met dit verschil dat de IMPEDANTIEmeter nu reactantie aangeeft. Hierdoor kan men gemakkelijk zien of en bij welke frequenties de reactantie door nul gaat. 5.7 AANPASSINGSVERLIES (% transmitted power, missmatch loss). Aanpassingsverlies is de laatste meting van het “gevorderden” menu. U komt er door in het gevorderden menu 4 keer <MODE> in te drukken na binnenkomst in het advanced menu, of als U daar al bent, door net zo lang op <MODE> te drukken tot U er bent en het display % Transmitted Power aangeeft. VERON afd. A63, Friese Wouden, PA3GZC 19 MFJ 259 B gebruiksaanwijzing (MFJ versie 6H2). HF/VHF SWR Analyzer Het “% uitgezonden vermogen” is slechts een andere manier om SWR te beschrijven. Het is hetzelfde als aanpassingsverlies (missmatch loss), maar de SWR wordt nu uitgedrukt als een percentage van het vermogen. Waarschuwing. De naam % transmitted power kan misleidend zijn voor diegenen die niet zo bekend zijn met SWR en het transport van energie in een systeem. Het naar een belasting gezonden vermogen kan bijna 100% zijn, zelfs als het % Transmitted Power display aangeeft dat het systeem bijna nul % Transmitted Power heeft. Omgekeerd kan er bijna 100% gemeten worden, terwijl de werkelijke vermogensoverdracht zeer klein is. Opm. vertaler: erg duidelijk vind ik deze waarschuwing in de Amerikaanse versie van de gebruiksaanwijzing niet! In hoofdstuk 9 heb ik getracht het wat duidelijker te omschrijven door ook het onderlinge verband tussen alle parameters te geven.. Ik hoop dat ik daarin ben geslaagd. 6.0 AFREGELEN VAN EENVOUDIGE ANTENNES. De meeste antennes worden afgeregeld door de lengte van de elementen te variëren. De meeste eigenbouw antennes zijn eenvoudige verticalen of dipolen, die gemakkelijk kunnen worden afgeregeld. 6.1 DIPOLEN. Omdat een dipool een symmetrische antenne is, is het verstandig om, wanneer de voedingslijn een coaxkabel is, een balun aan te sluiten op het voedingspunt. Dit kan een eenvoudige smoorspoel zijn van meerdere windingen coax met een diameter van 10 tot 15 cm diameter, of een soort HF trafo op een ringkern. (Opm. vertaler: denk aan verzadiging van de kern bij misaanpassing en hoge SWR, met als gevolg mogelijk distorsie van het uitgezonden signaal die gepaard gaat met het veroorzaken van storing buiten Uw eigen bandbreedte). De hoogte van de dipool en de nabijheid en soort van omgevingsobstakels (gebouwen, andere antennes) beïnvloeden de impedantie in het voedingspunt en de SWR. Bij de gebruikelijke amateur antennehoogten en gebruik van 50 coax kabel wordt de SWR meestal wel lager dan 1.5 op 1. In het algemeen kan alleen de lengte van de dipool afgeregeld worden. Een te lange antenne geeft een te lage resonantiefrequentie en een te korte antenne geeft een te hoge resonantiefrequentie. Denk er aan dat als de impedantie in het voedingspunt van de antenne niet exact gelijk is aan die van de voedingslijn, er een transformatie van de impedantie optreedt. De SWR blijft constant bij gebruik van goede kwaliteit 50 kabel (behalve als de lijn erg lang is). Als de lijnlengte invloed heeft op de SWR, dan komt dat of doordat er een common mode stroom loopt die de antenne verstemt, of doordat de coaxkabel niet echt 50 is. Common mode stromen (mantelstroom) worden veroorzaakt door het ontbreken van een balun (of door een slechte!) of door installatiefouten. 6.2 VERTICALE ANTENNES. Een verticaal is normaal gesproken een ongebalanceerde (asymmetrische) antenne. Veel antennefabrikanten bagatelliseren de noodzaak van goede (en veel) radialen. Met een goed aardsysteem kan de SWR van een direct gevoede “kwart golf verticaal” dicht bij de 2 op 1 liggen. De SWR wordt vaak beter bij gebruik van een slecht aardsysteem (slecht rendement door aardverliezen), maar dat is jezelf bedriegen. Opm. vertaler: misschien dat de regenwormen het prettig vinden dat de aarde opgewarmd wordt, maar wij stralen het vermogen liever uit via de antenne! Verticale antennes worden afgeregeld door hun lengte te variëren, precies zoals bij een dipool (een verticaal is de helft van een dipool, waarbij “aarde” de andere helft is, hoewel je natuurlijk ook een echte dipool verticaal kunt ophangen met de voedingslijn horizontaal en haaks op de dipool). VERON afd. A63, Friese Wouden, PA3GZC 20 MFJ 259 B gebruiksaanwijzing (MFJ versie 6H2). HF/VHF SWR Analyzer 6.3 AFSTEMMEN VAN EEN EENVOUDIGE ANTENNE. Selecteer een mode die SWR aangeeft. Een antenne die gevoed wordt door een 50 coaxkabel kan als volgt afgeregeld worden: 1) Sluit de beide aders van de lijn even onderling kort en verbindt de lijn met de MFJ259B. 2) Stem de MFJ259B af op de gewenste frequentie. 3) Lees de SWR af en regel de MFJ af op de frequentie die de laagste SWR geeft. 4) Deel de gemeten frequentie door de gewenste frequentie. 5) Vermenigvuldig de huidige antennelengte met het resultaat van punt 4. De uitkomst zit dicht bij de antennelengte die U nodig hebt. Opm. Deze methode werkt alleen op full size verticale antennes (0.25) en dipolen (0.5) waarin geen spoelen, traps, stubs, weerstanden of condensatoren zijn verwerkt. Ook mag er geen topcapaciteit op de verticaal zitten. Dat type antenne moet worden afgeregeld overeenkomstig de afregelvoorschriften van de betreffende antennefabrikant, totdat de laagste SWR is bereikt. U kunt die SWR wel met de MFJ259B meten. 7.0 TESTEN EN AFSTEMMEN VAN STUBS EN TRANSMISSIELIJNEN. 7.1 TESTEN VAN STUBS. Van zowel impedantie stubs als transmissielijnen kan de resonantiefrequentie worden gemeten. Selecteer de eerste (of openings-) mode in het Hoofdmenu. Verbindt de stub met <ANTENNA>. Opm. De lijn moet open zijn aan het verre einde als de stub een oneven aantal kwart golflengten lang is, en zij moet kortgesloten zijn bij stubs van een even aantal kwart golflengten lang. (Dus open bij 0.25-0.75-1.25-1.75 etc. en kortgesloten bij 0.5- 1.0- 1.50- 2.0). Bij gebruik van een symmetrische lijn moet de MFJ259B gebruikt worden met interne batterijvoeding. Houdt de MFJ op minstens een meter afstand van andere geleiders of aarde en verbindt geen andere geleiders (behalve natuurlijk de te meten lijn) met de MFJ259B. Verbindt de buitenmantel van <ANTENNA> met de ene ader van de lijn en het middencontact van <ANTENNA> met de andere ader. Tweedraads symmetrische lijn moet in een redelijk rechte lijn op ongeveer (minimaal) een meter afstand van metalen objecten en aarde lopen. Coax lijnen kunnen opgerold of op een hoop op de vloer liggen. Zowel batterijvoeding als externe voeding mogen gebruikt worden en het apparaat mag zich op of nabij metalen objecten bevinden. Coaxkabels worden coaxiaal aangesloten, met geaarde mantel. Kritische stubs dient U in kleine stapjes af te regelen op de gewenste frequentie, en wel als volgt: 1) Bepaal de gewenste frequentie en de theoretische lengte van de voedingslijn of stub. 2) Knip de stub af op een lengte die 20 % langer is dan berekend, en sluit het verre einde van een halve golf stub of voedingslijn kort(een geheel veelvoud van een halve golflengte is ook een halve golf). Laat het verre einde van een kwart golf stub of voedingslijn open (een oneven veelvoud van een kwart golf is ook een kwart golf). 3) Bepaal de frequentie waarbij de laagste weerstand en reactantie, of laagste impedantie optreden. Voor fijn-afstemming kijkt U alleen naar het “X=?” display, dus alleen naar de reactantie. Regel de stub of voedingslijn af op X=0, of zo dicht mogelijk bij X=0. Deze frequentie moet ongeveer 20 % lager liggen dan de gewenste, als U alles bij de berekening tenminste goed hebt gedaan. 4) Deel de gemeten laagste frequentie door de gewenste frequentie. 5) Vermenigvuldig het resultaat met de huidige werkelijke lengte. 6) Knip de stub of lijn af op de zojuist berekende lengte, en controleer of deze nu op de gewenste frequentie inderdaad de laagste X of reactantie geeft. VERON afd. A63, Friese Wouden, PA3GZC 21 MFJ 259 B gebruiksaanwijzing (MFJ versie 6H2). HF/VHF SWR Analyzer 7.2 VERKORTINGSFACTOR VAN EEN TRANSMISSIELIJN BEPALEN. Met de MFJ259B kan de verkortingsfactor van een transmissielijn nauwkeurig bepaald worden. Selecteer de Distance to fault modus. Dat is de derde in het gevorderden menu (Advanced mode menu). U komt er door na binnenkomst in het Advanced mode menu twee keer op <MODE> te drukken of door vanuit een willekeurige mode in het Advanced mode menu net zo vaak op <MODE> te drukken tot het display Distance to fault in feet vermeldt. Bij gebruik van een gebalanceerde lijn mag U de MFJ259B uitsluitend met interne batterijvoeding gebruiken. Houdt het apparaat op een meter afstand van andere geleiders en van aarde, en verbindt geen andere geleiders dan de af te regelen stub met de MFJ259B. Gebruik het buitencontact van <ANTENNA> voor verbinding met de ene ader en het centrale contact van <ANTENNA> voor de andere ader. Tweedraads gebalanceerde lijnen moeten in een rechte lijn opgehangen worden en minimaal een meter van metalen objecten en van aarde. Coax kabels mogen op gerold of op een hoop op de grond liggen. Zowel interne batterijvoeding als externe voeding kunnen worden gebruikt en de MFJ259B mag gerust op of nabij metalen objecten worden geplaatst. Coaxkabels worden op de normale manier coaxiaal aangesloten met geaarde mantel. De Afstand tot fout modus (Distance to Fault) meet de elektrische lengte van een transmissielijn. Om de verkortingsfactor te weten te komen, moet U de fysieke lengte van de lijn kennen. (Meten met een rolmaat!). Als de MFJ259B aangeeft dat de elektrische lengte 75 voeten is, en de lijn is 49.5 voeten lang, dan is de verkortingsfactor 49.5/75= 0.66. (Een voet is 30,48 cm). Opm. Het verre einde moet open of kortgesloten zijn. De lijn mag niet op de een of andere manier ohms belast zijn. Teneinde zeker te zijn van de betrouwbaarheid van de meting, dient U 2 of meer groepen van metingen uit te voeren, waarbij de frequenties minimaal een octaaf (factor 2) uit elkaar liggen. Als de gemeten afstanden of lengten met elkaar overeenstemmen kunt U er van uit gaan dat het meetresultaat zeer betrouwbaar is. Naarmate U bij meer verschillende frequenties meet zult U een grotere accuratesse bereiken. Het meten van de verkortingsfactor: 1) Kies een frequentie waarbij de IMPEDANTIEMETER de laagst mogelijke uitslag vertoont en waarbij het LCD de laagste reactantie aangeeft, of waarbij de reactantie door nul gaat. (Dus waarbij zowel verhogen als verlagen van de frequentie leidt tot een toename van de reactantie). 2 Druk even op de <GATE> toets. Het knipperende “1st” zal veranderen in een knipperend “2nd”. VERON afd. A63, Friese Wouden, PA3GZC 22 MFJ 259 B gebruiksaanwijzing (MFJ versie 6H2). HF/VHF SWR Analyzer 3) Verhoog of verlaag de frequentie totdat de IMPEDANTIEMETER het eerstvolgende impedantieminimum aangeeft, waarbij de reactantie volgens het display weer door nul gaat. Een afwijking t.o.v. nul van enkele Ohm is daarbij acceptabel. 4) Druk nogmaals op <GATE>, en het display zal de afstand aangeven in voeten (feet). De procedure is dus als volgt: 1) Meet de fysieke lengte van de lijn in voeten (feet = ft). 2) Deel de fysieke lengte door de meetwaarde volgens het display en U heeft de verkortingsfactor. Opm. U mag vanzelfsprekend ook de lengte in meters meten, als U dan de elektrische lengte volgens het display maar omrekent in meters! (Een “foot” is 30,48 cm). Voorbeeld: U meet een elektrische lengte van 33.7 feet. De fysieke lengte is 27 feet. 27 gedeeld door 33.7 is 0.80. De verkortingsfactor Vf is dus 0.80 . 7.3 DE IMPEDANTIE VAN TRANSMISSIELIJNEN EN VAN “BEVERAGE” ANTENNES. Met de MFJ259B kan de impedantie van een transmissielijn rechtstreeks gemeten worden als die impedantie ligt tussen enkele ohms en 650 . Lijnen met hogere impedantie kunnen gemeten worden door gebruik te maken van een breedbandtransformator of een weerstand, waarmee het bereik van het apparaat wordt vergroot. Selecteer een van de modi die weerstand en reactantie meet. (R= en X=). Ook hier geldt weer het verhaal over interne en externe voeding bij symmetrische tweedraads lijnen en asymmetrische coaxkabels, evenals dat over het ophangen van de lijn. Zie voorgaande hoofdstukken. Een Beverage antenne moet direct met de MFJ259B worden verbonden. 7.3.1 METEN MET BEHULP VAN VASTE WEERSTANDEN. 1.) Sluit de lijn af met een ohmse (niet inductieve) weerstand die een waarde heeft in de buurt van de verwachte lijnimpedantie. 2.) Verbindt de transmissielijn of antenne rechtstreeks met de MFJ259B <ANTENNA>. Regel de frequentie (in de buurt van de verwachte werkfrequentie) zodanig dat de laagste weerstand en de laagste reactantie worden gemeten. 3.) Noteer de impedantiewaarde. 4.) Regel de frequentie nu zo dat de hoogste weerstand, gecombineerd met de laagste reactantie worden gemeten. 5.) Vermenigvuldig de zojuist gemeten hoogste weerstand met de daarvoor gemeten laagste weerstand, en bepaal de vierkantswortel uit deze uitkomst. Voorbeeld: de hoogste weerstand was 600 en de laagste weerstand was 400 . 600 x 400 = 240000. De wortel uit 240000= 490. De impedantie is dan 490 . 7.3.2 HET GEBRUIK VAN EEN POTMETER OF WEERSTANDSBANK (decadebank). 1.) Verbindt de MFJ259B met het ene einde van het systeem (U kunt hierbij een breedband aanpassingstransformator gebruiken), en de regelbare weerstand met het andere einde. 2.) Varieer de frequentie en merk op dat de SWR verandert. 3.) Regel de weerstand (potmeter of decadebank) zodanig af dat de SWR zo constant mogelijk blijft bij variatie van de frequentie (maak grote frequentieveranderingen rondom de werkfrequentie). 4.) De ingestelde weerstand komt nu overeen met de te meten golfweerstand van het systeem. VERON afd. A63, Friese Wouden, PA3GZC 23 MFJ 259 B gebruiksaanwijzing (MFJ versie 6H2). HF/VHF SWR Analyzer 7.4 AFREGELEN VAN “ANTENNE”-TUNERS. De MFJ259B kan ook gebruikt worden om tuners af te regelen. Verbindt daartoe de MFJ <ANTENNA> met de 50 ingang van de tuner (dus in plaats van de transceiver) en de gewenste antenne met de antenne-uitgang van de tuner. Teneinde snel te kunnen omschakelen van MFJ naar transceiver kunt U deze verbindingen maken via een HF coax schakelaar, maar die dient dan wel een isolatie van >50 dB tussen de beide poorten te hebben. Waarschuwing: verbindt altijd het gemeenschappelijke contact ( het bewegende contact) met de tuner. De schakelaar moet of de MFJ of de zender met de tuner verbinden. De zender mag nooit met de MFJ259B verbonden kunnen worden. 1) Verbindt de MFJ met de tuner ingang. 2) Schakel de MFJ in en kies de gewenste frequentie (dezelfde frequentie waarop U zodadelijk met de transceiver wilt gaan zenden) 3) Regel de tuner af op een SWR van 1:1(of zo dicht mogelijk daarbij). 4) Schakel de MFJ uit en verbindt de zender met de tuner ingang. Opm. vertaler: En daarna? Dan luisteren we uit. Als er geen verkeer op die frequentie lijkt te zijn, dan vragen we of de frequentie bezet is. Is dat niet het geval, dan kunnen we “CQ” gaan roepen! En als er dan gemeld wordt dat de frequentie bezet was, gaan we alsnog QSY! 7.5 AFREGELING VAN AANPASSINGSNETWERKEN VOOR VERSTERKERS. Met behulp van de MFJ259B kunnen HF versterkers en aanpassingsnetwerken getest en afgeregeld worden zonder er voedingspanningen op te zetten. Buizen en andere componenten blijven gewoon aangesloten en op hun plaats zitten, zodat de spreidingscapaciteiten aanwezig blijven. Om ingangscircuits te meten wordt een niet-inductieve weerstand aangesloten tussen aarde (chassis) en de kathode van iedere buis. De waarde van de weerstand dient ongeveer gelijk te zijn aan de ingangsimpedantie van die buis. Om aan uitgangstrappen (tankcircuits) te meten, wordt een weerstand die gelijk is aan de uitgangsimpedantie van de buis, met korte draden verbonden tussen de anode van die buis en aarde. Een eventueel intern antennerelais kan bediend worden met een kleine hulpvoeding. De “externe” HF ingang of uitgang van de versterker worden nu verbonden met het aanpassingsnetwerk. U kunt nu dat netwerk afregelen. Wanneer de MFJ259B aangeeft dat de impedantie 50 bedraagt, en de SWR 1:1 is bij de werkfrequentie, en dit alles met de juiste capaciteitswaarden voor de gewenste “Q”, dan is het aanpassingsnetwerk correct. Waarschuwing. De ingangsimpedantie van de meeste versterkers varieert met het stuurniveau. Probeer niet om het ingangsnetwerk af te regelen aan een werkende versterker waarbij U het geringe vermogen van de MFJ259B als sturing gebruikt. Opm. vertaler: “MFJ” bedoelt dit gedeelte (paragraaf 7.5) kennelijk voor het afregelen van “linears”of “PA’s”, met buizen in geaard rooster schakeling. In principe is dit in aangepaste vorm bruikbaar voor het aanpassen van willekeurige versterkertrappen. 7.6 METEN AAN HF-TRANSFORMATOREN. Met de MFJ259B kan gemeten worden aan HF transformatoren die ontworpen zijn om te werken in het impedantiegebied van 25-100 . De 25 tot 100 aansluiting wordt verbonden met de <ANTENNA> via een zeer kort 50 kabeltje (minder dan 1 graad elektrische lengte. Een hele golflengte is 360 graden). De secundaire winding(en) van de trafo worden afgesloten met een (of meer) weerstand(en) gelijk aan de gewenste belastingsimpedantie. De MFJ259B kan over het voor de transformator gewenste frequentiebereik worden afgestemd en de impedantie en bandbreedte van de trafo kunnen worden gemeten. Het rendement van de trafo kan worden bepaald door in- en uitgangsspanning van de trafo te vergelijken (onder belaste condities). VERON afd. A63, Friese Wouden, PA3GZC 24 MFJ 259 B gebruiksaanwijzing (MFJ versie 6H2). HF/VHF SWR Analyzer 7.7 METEN AAN “BALUNS”. Bij het meten aan een balun wordt de asymmetrische 50 Ohm kant verbonden met de MFJ <ANTENNA>. De balun moet worden afgesloten met 2 weerstanden van gelijke waarde in serie geschakeld. De waarde van deze serieschakeling moet gelijk zijn aan de belastingsimpedantie van de balun. Een voorbeeld: de secundaire 200 wikkeling van een 4:1 balun met 50 ingang moet afgesloten worden met 2 (niet-inductieve kool-) weerstanden van 100 elk. Meet de SWR terwijl U een kortsluitdraadje achtereenvolgens verplaatst van punt A via punt B naar punt C. Een goed ontworpen stroombalun is het meest effectief voor het verkrijgen van stroombalans. Voor gegeven materiaal geeft zij de minste verliezen en de hoogste belastbaarheid qua vermogen. Zij moet een lage SWR vertonen over het gehele werkgebied van de balun, onafhankelijk van de positie van het kortsluitdraadje (op A, B of C). Een goed ontworpen spanningsbalun moet een lage SWR geven over het gehele werkgebied van de balun met het kortsluitdraadje in positie B. Zij geeft een slechte SWR wanneer het kortsluitdraadje zich bevindt in positie A of C. In positie A en C moet de SWR ongeveer even slecht zijn. Een spanningsbalun moet ook getest worden in een andere configuratie: het kortsluitdraadje komt nu permanent aan punt B, de weerstanden worden losgemaakt van de punten A en C en parallel geschakeld. Dit punt wordt nu achtereenvolgens verbonden met punt A en punt C. Een goede spanningsbalun geeft in beide gevallen een lage (goede) SWR. 7.8 METEN AAN HF-SMOORSPOELEN. Bij grote HF smoorspoelen komt vaak serieresonantie voor van de zelfinductie met de parasitaire spreidingscapaciteit. Deze serieresonantie treedt op doordat de smoorspoel zich gedraagt als een aantal ruggelings (“back-to-back”) in serie geschakelde L-netwerken. Dat veroorzaakt 3 problemen: 1) De impedantie tussen de uiteinden van de smoorspoel wordt erg laag (seriekring). 2) De spanning op de smoorspoel kan plaatselijk zeer hoog worden, waardoor vonkoverslag kan optreden (spanningsopslingering). 3) De stroom door de smoorspoel wordt zeer hoog, waardoor de spoel heet wordt. Hinderlijke serieresonanties kunnen opgespoord worden door de MFJ259B <ANTENNA> via een kort 50 ohm kabeltje te verbinden met de beide uiteinden van de smoorspoel. (Als de smoorspoel in een circuit is opgenomen hebt U uiteraard geen voedingspanning op die schakeling staan!). Varieer nu de frequentie langzaam over het werkfrequentiegebied van de smoorspoel. Een dip in de impedantie betekent dat serieresonantie optreedt bij die frequentie. Wanneer U nu (bij deze frequentie) het metalen gedeelte van een geïsoleerde schroevendraaier in de lengterichting langs de smoorspoel beweegt, zult U een punt vinden waar de impedantie plotseling verandert. Dit is het gebied met de hoogste spanning. Wanneer U hier een klein beetje capaciteit toevoegt (een klein capaciteits-stubje) of weghaalt (door het verwijderen of uit elkaar schuiven van enkele windingen) dan kunt U de resonantie naar buiten het werkfrequentiebereik verschuiven. Het wijzigen van windingen verandert uiteraard ook de zelfinductie. Een kleine verandering van de capaciteit heeft een veel grotere invloed dan het wijzigen van de zelfinductie, doordat de verhouding L/C zo groot is. (Je zou het liefst willen dat een smoorspoel uit alleen maar zelfinductie bestond, dus L/C=). VERON afd. A63, Friese Wouden, PA3GZC 25 MFJ 259 B gebruiksaanwijzing (MFJ versie 6H2). HF/VHF SWR Analyzer 8.0 TECHNISCHE ONDERSTEUNING. Als U problemen hebt met de MFJ259B dient U eerst het betreffende hoofdstuk uit deze gebruiksaanwijzing nog eens te lezen en de gehele meetgang na te lopen. Wanneer Uw probleem niet in de gebruiksaanwijzing wordt behandeld of verklaard, kunt U contact opnemen met MFJ Technical Service, op telefoonnummer (USA) 601-323-0549 of met de MFJ fabriek op telefoonnummer (USA) 601-323-5869. Om goed geholpen te kunnen worden kunt U het beste de MFJ259B, de gebruiksaanwijzing en alle informatie over de schakeling waaraan U zit te meten bij de hand hebben, zodat U alle vragen die de MFJ-technici U stellen snel kunt beantwoorden. U kunt ook vragen stellen per briefpost, aan MFJ Enterprises, Inc., 300 Industrial Park Road, Starkville, MS 39759, USA per FAX aan (USA) 601-323-6551; of per E-mail aan [email protected]. U dient dan een complete beschrijving van Uw probleem te geven, met een uitleg over de manier waarop U de MFJ259B gebruikt, en een complete beschrijving van Uw schakeling of station (transceiver, antennetuner, antenne, voedingslijnen etc). Opm. vertaler: U kunt natuurlijk ook kijken op de website van MFJ: (http://www.mfjenterprises.com). Meestal is daar wel een rubriek “FAQ” (Frequently Asked Questions oftewel “vaak gestelde vragen”) te vinden. En vanzelfsprekend zijn er binnen Uw vereniging genoeg amateurs die U willen helpen. (Komt U ook eens naar de maandelijkse afdelingsbijeenkomst!) VERON afd. A63, Friese Wouden, PA3GZC 26 MFJ 259 B gebruiksaanwijzing (MFJ versie 6H2). HF/VHF SWR Analyzer 9.0 APPENDIX. 9.1 COMPLEXE IMPEDANTIES, VECTORVOORSTELLING. Definities : Impedanties: weerstand=R ; capaciteit=C ; zelfinductie=L ; frequentie=f ; 2f=. Xc= j/C= jXc ; XL=jL= jXL. Serieschakeling van R en C: Z=RjXc R=Z.cos Xc= Z.sin Serieschakeling van R en L: Z= R+jXL R= Z.cos XL= Z.sin In hoofdstuk 3.3 wordt de impedantie gegeven als R en X. In hoofdstuk 5.2 wordt de impedantie gegeven als Z en . R is de weerstand, X is de reactantie. Beiden worden gegeven in Ohm. Z is de impedantievector of absolute waarde van de impedantie. Zij wordt gegeven in Ohm. is de fazehoek van de vector t.o.v. de reële as. Dat is bij serieschakeling de stroomas (de horizontale as). De spanning over R is hiermee in fase. De spanning over C of L staat hier haaks op. wordt gegeven in graden. De sinus van de hoek oftewel sin = X/Z. De cosinus van oftewel cos = R/Z. 9.2 DE “IDEALE” DUMMYLOAD. Veronderstel dat we een 50 coaxkabel hebben met een demping (verlies) van 1 dB per meter (bij een bepaalde frequentie) en dat die kabel 20 meter lang is. Aan het verre einde is de kabel afgesloten met een ohmse weerstand van 50 . Als we deze kabel op de zender aansluiten en het zendvermogen bedraagt 100 W, dan is het signaal bij aankomst op de afsluitweerstand 20 dB verzwakt oftewel een factor 100. Voor de afsluitweerstand blijft dan nog slechts 1 W over. Aangezien de kabel met de weerstand prima aangepast is afgesloten, wordt er niets gereflecteerd en de SWR= 1:1. We kunnen de kabel ook open laten aan het verre einde. Dan wordt die 1 W volledig gereflecteerd en komt weer een factor 100 verzwakt bij de zender terug, dus met 0.01 W. De zender ziet dan een SWR = 1.02. Ook dan ziet de zender dus een keurige 50 . VERON afd. A63, Friese Wouden, PA3GZC 27 MFJ 259 B gebruiksaanwijzing (MFJ versie 6H2). HF/VHF SWR Analyzer 9.3 DE “IDEALE AANPASSING” met een lage SWR. 1) We hebben een verliesvrije 50 kabel die is afgesloten met een reële antenne-impedantie van 300 . De SWR bedraagt 5,7. (In plaats van “5,7:1” zeggen we voor het gemak “5,7”). Zie voor de berekening van de SWR de formules (4) en (5) in hoofdstuk 9.4.1. 2) De kabel uit 1.) heeft nu een totaalverlies van 10 dB bij een bepaalde frequentie (doordat het een slechte kabel is of doordat zij zo lang is). Zij is weer afgesloten met de 300 antenneweerstand. Van de 100 W aan de ingang komt er 10 W aan het eind. Van die 10 W wordt 50% gereflecteerd, dus 5 W. Van deze 5 W komt dankzij het verlies maar weer 10%, dus 0,5 W bij de zender terug. Het gevolg is dat, hoewel we door de misaanpassing een SWR=5,7 hebben, het voor de zender lijkt alsof de SWR = 1,15. En die SWR zien we ook op onze SWR meter! Een prima SWR! En wij maar CQ roepen en denken dat de band potdicht zit omdat we geen antwoord krijgen! (Hoewel, er wordt nog altijd 5 W uitgezonden, dus hebben we een keurige QRP zender!) 9.4 SWR EN ANDERE AANPASSINGSGROOTHEDEN; ONDERLING VERBAND. 9.4.1 REFLECTIE COËFFICIËNT (rho). Een lijn met een karakteristieke impedantie Zo=Ro jXo is afgesloten met een belastingsimpedantie Za=Ra jXa. De Spannings Reflectie Coëfficiënt (Voltage Reflection Coëfficiënt) (“rho”) stelt nu het volgende voor. We maken een momentopname van de spanningen op de lijn in een bepaald punt langs die lijn. We noemen de spanning van de voorwaartse golf (van zender in de richting van de belasting) Vf en de spanning van de gereflecteerde golf Vr. Dan geldt: =Vr Vf (1) Evenzo, als Pf het heengaande vermogen is, en Pr het gereflecteerde (dankzij de misaanpassing), dan geldt: = (Pr Pf). (2) Uitgaande van de impedanties geldt: = (ZaZo) (Za+Zo) = {(Ra jXa) – (Ro jXo)} {(Ra jXa) + (Ro jXo)} (3) Omdat bij de meeste goede transmissielijnen Zo praktisch geheel reëel is (dus Xo=0) geldt Zo=Ro, waardoor (3) overgaat in: = [{(RaRo)e2 + Xa e2)} {(Ra+Ro)e2 + Xa e2)}], (4) waarbij de absolute waarde is van , en e2 staat voor de tweede macht (het kwadraat) van de grootheid die er direct voor staat. Voorbeeld. We sluiten de lijn van 50 af met een impedantie Za= 150 –j50 (150 in serie met een capacitieve reactantie van 50 ). Dan wordt = [{(150 – 50)e2 + 50 e2} {(150 + 50)e2 + 50 e2}] = 0,54. Bij misaanpassing treden er staande golven op de lijn op, zowel van spanning als van stroom. Als we nu op een verliesvrije lijn van minimaal een kwart golflengte lang, de maximum spanning Vmax en de minimum spanning Vmin meten, dan geldt voor de ”Spannings Staande Golf Verhouding” (Voltage Standing Wave Ratio): VSWR=Vmax / Vmin. Voor stroom geldt hetzelfde: ISWR=Imax/Imin, en verder VSWR=ISWR. In het spraakgebruik laten we V en I weg en spreken we over de “staandegolfverhouding” SWR (of SGV). VERON afd. A63, Friese Wouden, PA3GZC 28 MFJ 259 B gebruiksaanwijzing (MFJ versie 6H2). HF/VHF SWR Analyzer Voor het verband tussen SWR en reflectiecoëfficiënt geldt (onafhankelijk van de lijnlengte): SWR = (1 + ) (1 ) (5) = (SWR – 1) (SWR + 1) (6) Speelt U eens met de formules (4), (5) en (6), met als impedanties: Za=50, Za=0 (Ra=0, Xa=0), Za= (open, Ra=, Xa=0), Za=0 – jXa (Ra=0,Xa=Xa). 9.4.2 RETURN LOSS. Om Return Loss te meten nemen we een Brug van Wheatstone met 3 takken van 50 . De vierde tak is de onbekende impedantie Z. Op de ingang van de brug zetten we via een geijkte verzwakker een HF signaal van de gewenste frequentie. Aan de detector uitgang van de brug meten we het vermogen P, waarbij we de Z-uitgang hebben open gelaten. De ingangsverzwakker staat op A1 dB verzwakking. Nu sluiten we de onbekende lijn plus antenne of afsluitweerstand aan op de Z-uitgang en regelen de verzwakker zodanig dat we weer hetzelfde vermogen P krijgen. De verzwakker stat nu op A2 dB. De Return Loss RL bedraagt nu (A2 – A1) dB. Het verband met de voltage reflection coëfficiënt is: RL= 20 log . (7) Bij een =0, dus een SWR=1, wordt RL=0 dB. Bij =0.5, dus een SWR=3, wordt RL=6 dB. 9.4.3 % POWER TRANSMITTED. Het verband tussen % Power Transmitted (Pt%) en % Power Reflected (Pr%) is, zoals U al verwacht had: Pt% = 100 Pr%. (8) 9.4.4 TRANSMISSION LOSS (“TL”) Als de Reflected Power Pr% bedraagt en de Transmitted Power Pt%, dan geldt voor de Transmission Loss TL in dB: TL = 10 log {(100 (100 – Pr%)} = 10 log (100 Pt%). (9) 9.5. COMMON MODE. Dit kan als volgt gedefinieerd worden: Common mode signalen zijn signalen die in beide of meerdere geleiders van een systeem onderling in fase zijn. Een voorbeeld: veronderstel dat op de beide ingangen van een verschilversterker (met een versterkingsfactor van 1maal) twee wisselspanningssignalen v1 en v2 staan. Die signalen zijn gesuperponeerd op (opgeteld bij) een gelijkspanning Vx. Als nu die gelijkspanning varieert, dan willen we daar aan de uitgang van de versterker eigenlijk niets van merken. Het gaat ons uitsluitend om het verschil (v1 v2). De mate waarin de gelijkspanningsvariatie van Vx, die op beide ingangen dus in dezelfde fase plaatsvindt, onderdrukt wordt, noemen we de common mode onderdrukking. Zij wordt uitgedrukt in dB.. Hoe hoger de common mode onderdrukking, hoe beter de versterker (in dit opzicht). Nog een voorbeeld: wanneer een tweedraadslijn niet goed gebalanceerd is, dan loopt in de ene richting (richting “X”) bijvoorbeeld 1 A, en in de andere richting (“Y”) 1,3 A. (denk er aan, dit is een momentopname, op een bepaald moment, op een bepaalde plaats en bij een bepaalde frequentie). We kunnen dit ook voorstellen als 2 stromen van elk 1 A die in tegenfase zijn, dus in balans, en een derde stroom van 0.3 A die in fase is met de stroom in de richting “Y”. Deze 0.3 A stroom is de common mode stroom, en die is er voor verantwoordelijk dat de lijn straalt (wat we niet willen!). In een coaxkabel is dat bijvoorbeeld de “mantelstroom”. En daartegen gebruiken we een mantelstroomsmoorspoel of een balun, om de common mode current te onderdrukken. VERON afd. A63, Friese Wouden, PA3GZC 29 MFJ 259 B gebruiksaanwijzing (MFJ versie 6H2). HF/VHF SWR Analyzer 9.6 LITERATUUROVERZICHT. =http://www.mfjenterprises.com/manuals/ =RSGB, Radio Communications (RadCom), volume 76, no.5, May 2000 pag. 34: “MFJ269 HF/VHF/UHF SWR Analyzer” (I.White, G3SEK) =idem, pag.38: “In Practice”, Technical background MFJ269. (I.White, G3SEK) =RSGB, RadCom, vol. 70, no. 5, May 1994 pag. 44: “The MFJ-249 HF/VHF SWR Analyzer” (G.Dobbs, G3RJV) (bevat ook opmerkingen over MFJ259) =VERON, Electron Januari 1998 pag. 13 en februari 1998 pag.64: “Test van MFJ259 HF/VHF SWR-Analyzer I + II” (K.Spaargaren, PA0KSB) =Funk Amateur Juli 2000 pag. 806: “Frisch ausgepackt: HF/VHF plus UHF SWR Analyzer MFJ269” (W.Hegewald, DL2RD) =Funk Amateur 45 (1996) H5. Pag.564: “HF/VHF SWR Analyzer” (M.Perner, DL7UMO) =Funk Amateur 46 (1997) H7 pag. 852: “Impedanzmessungen mit Antennenanalysatoren” (H.Jahn, DL5PC) =Boek: “HF-Messungen mit einem aktiven Stehwellen-Meszgeraet” (Prof.Dr.-Ing.G.Janzen, DF6SJ). E-mail: [email protected] (uitgave in eigen beheer, te bestellen bij DF6SJ) =Boek:”Radio Data Reference Book”, Sixth Edition, 1995. (RSGB, R.S.Hewes,G3TDR en G.R.Jessop, G6JP) VERON afd. A63, Friese Wouden, PA3GZC 30