Продолжим интересную теме про коммутацию. Продолжу про реле. Вот как выглядит схема переключения диапазонных полосовых фильтров вседиапазонной конструкции.
А вот, как это выглядит в натуре с использованием РЭС49.
Есть еще одна разновидность электромагнитных реле - герконы (герметизированные контакты).
Принцип тот же: катушка, но вместо якоря реле - контакты из магнитного материала. Вот схема работы геркона.
В принципе можно управлять и магнитом, но тогда переключатель диапазонов превратится в сложную механическую конструкцию, которая опять будет привязана к передней панели. Поэтому на геркон наматывают катушку и получается герконовое реле.
В конце 80-х мне удалось достать десятка три герконов и я мотал на них катушки проводом 0,09 мм с помощью дрели. Получились реле с напряжением срабатывания около 9 В. Если найду плату, непременно выложу фото.
Чем хороши герконы? Тем, что они герметичны, а, значит, их контакты не окисляются и на них не попадает влага. Но есть и недостаток: у них очень редко встречаются переключающие контакты, чаще всего или нормально замкнутые или нормально разомкнутые. Да и стоят они ....
У китайцев дешевле :))
Одно предостережение при использовании любых электромагнитных реле: не используйте их при пониженном напряжении относительно паспортного, даже если они и срабатывают. Но при этом не имеет место хороший контакт между пластинами или контакт будет неустойчивый. У меня реле РЭС49 с сопротивлением обмоток около 1,9 кОм рассчитаны на напряжение 24 В, но они щелкают при напряжении 12 В. При этом нормально замкнутые контакты размыкаются, а вот нормально разомкнутые - не замыкаются. Проверяйте сопротивление при замыкании контактов, в норме оно должно быть близко к 0.
Но время идет, и, хотя реле широко применяются, но им на смену уже давно пришли переключающие диоды и транзисторные ключи.
Рассмотрим схему самого простого диодного переключателя, предназначенного для сдвига настройки колебательного контура.
Если на управляющий вход подать отрицательное напряжение, то диод будет заперт и нижний вывод С2 будет отсоединен от земли и частота настройки контура будет определяться только значениями L1 и С1. Если на управляющий вход подадим положительное напряжение, то диод откроется, его сопротивление резко уменьшится и нижний вывод С2 окажется подсоединен к общему проводу и частота настройки контура сдвинется вниз.
Сразу отмечу, что если сопротивление между замкнутыми контактами реле близко к 0, то сопротивление открытого диода составляет единицы или даже десятки Ом, причем сопротивление зависит от протекающего через диод тока: чем он больше, тем сопротивление меньше.
Еще одно замечание: в принципе подавать на вход запирающее напряжение не обязательно - достаточно подать нулевой потенциал. Диод все равно будет закрыт, но только при условии, что амплитуда положительных полуволн переменного напряжения в контуре не будет превышать напряжение открытия диода (для кремниевых диодов - около 0,7 В). Т.е. для переключения контуров на входе приемника это допустимо.
В качестве переключателя можно в принципе использовать любые высокочастотные диоды. Например, в переключателе диапазонов трансивера Радио-77 использовались распространенные диоды КД503.
Давайте рассмотрим как работает этот переключатель.
Допустим, мы выбрали диапазон 21 МГц и подаем +12 В на соответствующий вывод платы. Положительный потенциал через резисторы 8R8, 8R9) подается на аноды 8V4, 8V9 и открывает их, т.е. через них течет ток. Но кроме постоянного тока через низкое сопротивление открытых диодов проходит и ВЧ-сигнал от антенны и сигнал, прошедший через полосовой фильтр.
Постоянная составляющая проходит через катушки связи и создает на резисторах 8R27, 8R22 положительный потенциал, который меньше, чем на анодах диодов. Этот положительный потенциал передается на катоды диодов других диапазонов. А аноды этих диодов соединены с общим проводлм через резисторы 100 кОм (на диапазоне 28 МГц это резисторы 8R11, 8R21). В результате на катодах диодов все не включенных диапазонов потенциал положительный, который их надежно закрывает.
А теперь сравним две схемы.
В переключателе на диодах на десяток деталей больше, кроме того, в схеме с реле в выключенном состоянии катушки связи заземлены, что снижает проникновение сигналов с незадействованных диапазонов. Но в промышленности это не важно - многослойные платы и SМD компоненты позволяют все уместить на пятачке.
Конечно, для переключения используют специальные pin-диоды, имеющие низкое сопротивление в открытом состоянии и низкую емкость в закрытом состоянии. К таким диодам относится и наш КД409, у которого сопротивление в открытом состоянии при токе 10 мА составляет около 0,7 Ом, а обратная емкость 1 пФ при напряжении 20 В. Его зарубежный аналог BAT18.
В промышленных трансиверах используют как диоды. так и реле. В моем FT857 ПДФ переключаются с помощь. реле.
А вот практически все остальные переключения, в том числе и фильтров SSB и CW производится с помощью диодов.
В сети постоянно идут споры о том, снижает ли использование переключающих диодов динамический диапазон. Я не такой глубокий специалист, чтобы судить об этом, но ... Возьмем, к примеру, такой солидный аппарат, как FT DX 9000, у которого BDR более 130 дБ, а IP3 более 120 дБ. У него переключение ДПФ в приемном тракте осуществляется с помощью диодов.
Так что, каждый выбирает то, что ему подходит.
Продолжение следует.
Всем здоровья и успехов!