SWR, VSWR, ISWR, PSWR

SM4FPD

SM4FPD

Well-Known Member
Ja det finns många sorters stående våg, eller beteckningar.
Eller olika sätt att skriva den.
Så vitt jag förstår är VSWR samma som SWR. Men vad är ISWR och PSWR.
Det sista borde vara Power Standing Wave Ratio och kvadraten på de andra.
Skall na kvaderar utslaget på SWR mätaren då?
Dvs SWR 1:1,5 = PSWR 1:2,25 ??

Det finns myter om detta.
exvis att VSWR är SWR vid antennen och inte med kabeln.
Så vitt jag förstår har inte placeringen av mätaren någon betydelse för prefixet på SWR. eller?

Tänkte att det kunde vara intressant att reda ut detta till ett helt otvetydigt svar. Så vi slipper myter.

Såldes:

SWR, Standig Wave Ratio =
VSWR, Voltage Standing Wave ratio =
PSWR, Power Standing Wave ratio =
ISWR, X Standing Wave Ratio =


de
FPD
 
SM4FPD said:
ISWR, X Standing Wave Ratio =
Click to expand...

ISWR torde vara Current standing wave ratio då I = ström.

Placeringen på SWR-metern som du nämner ger ju olika värden på VSWR och ISWR utefter kabeln ut till lasten.

Tänk dig ett experiment där du ställer upp ett antal BIRD SWR-metrar över en 2 meter lång sträcka och skarvar ihop dem med korta koaxstumpar, mata sen in en 150MHz signal och skåda sen våglängden på visarinstrumenten :)
 
SM4FPD said:
SWR, Standig Wave Ratio =
VSWR, Voltage Standing Wave ratio =
PSWR, Power Standing Wave ratio =
ISWR, X Standing Wave Ratio =


de
FPD
Click to expand...

Power SWR är ett begrepp som är okänt för mig.

I-SWR och V-SWR är egentligen precis samma sak, nämligen SWR, som i sin tur kan definieras som förhållandet mellan max och min spänning -eller ström- längs en matarledning.

73/Lasse
 
sm6xun said:
ISWR torde vara Current standing wave ratio då I = ström.

Placeringen på SWR-metern som du nämner ger ju olika värden på VSWR och ISWR utefter kabeln ut till lasten.

Tänk dig ett experiment där du ställer upp ett antal BIRD SWR-metrar över en 2 meter lång sträcka och skarvar ihop dem med korta koaxstumpar, mata sen in en 150MHz signal och skåda sen våglängden på visarinstrumenten :)
Click to expand...

Så länge som man kan försumma kabelförlusterna är SWR konstant efter kabellängden.
I det beskrivna "experimentet" går det inte att se våglängden, utan när kabelförlusterna inte är försumbara finner man att SWR minskar utefter en jämn kurva när man kommer längre från lasten.

ISWR och VSWR är samma sak, fast uttryckt på olika sätt.

När stående vågor uppträder i en ledning får man "spänningsbukar" och "strömbukar" omväxlande. Det är mycket lättare att mäta spänning än ström i koaxialledningar, varför man nästan alltid talar om VSWR.

Anledningen till att t.ex Bird-wattmetern ger ett någorlunda rätt utslag oavsett lastens fasvinkel är att den både mäter spänning och ström via sin
riktkopplare. När det är ett spänningsminimum är det också ett strömmaximum på samma ställe utefter ledningen, och vice versa.

SWR, oavsett VSWR eller ISWR, är ett uttryck för missanpassningen i änden av en koaxialledning. Det traditionella sättet att beskriva detta är med spänningsreflektionsfaktorn rho, vilken beskriver hur mycket av en framåtgående spänningsvåg som reflekteras av missanpassningen.
Rho = 0 är perfekt anpassning, medan Rho = 1 är en fullständig reflektion.

När man mäter med effektkännande instrument använder man istället effektreflektionsfaktorn sigma = Pr/Pf vilken också är (rho)^2.

Ingen av dem kan överstiga 1 i passiva system.

De bekanta S-parametrarna är uttryckta som kvoter mellan framåtgående och reflekterad effekt.

SWR är = (1+rho)/(1-rho) eller 1+roten(sigma)/1-roten(sigma)

73/
Karl-Arne
SM0AOM
 
Hej alla.
Har aldrig stött på uttrycket PSWR ej heller ISWR men gissade att det senare betydde Max ström/Min ström.
Här några värdefulla enkla data i samband med SWR.

I en 50 ohms koaxialkabel (RG-213, RG-58, etc) som matas med 100 watt får vi en spänning som är 70.7 volt och en ström som är 1.41 Ampere.
Kontroll: 70.7/1.41 = 50.14 ohm.
70.7 x 1.41 = 99.69 watt.
Om ledningen är avslutad med 100 ohm eller 25 ohm får vi VSWR 2:1 100 :50 = 2:1
Vid SWR 2 stiger spänningen gånger roten av SWR d v s, roten av 2 = 1.414 alltså INTE till det dubbla som en del amatörer tror.
I det ovanstående exemplet med 100 watt i en 50 ohmig kabel och SWR 2 stiger spänningen med 1.414 gånger från det matchade grundvärdet. Alltså 70.7 volt x 1.414 = 100 volt. Minimum spänning blir 70.7 volt/1.414 = 50 volt.
Kontroll: Max. spänning 100 volt, minimum spänning 50 volt. VSWR 100 volt/50 volt = 2
På samma sätt kan man få fram SWR med strömmarna, men som AOM nämnde är det svårare att mäta.
Som en jämförelse (jag tittar i mina svarta minnesanteckningsbok) har man följande styrka på spänning och strömmar i en MATCHAD 600 ohms öppen feederstege vid 100 watt. 245 volt och 0.4082 Ampere. Eftersom parledningarna är till 99 % luftisolerade spelar 245 mellan ledarna liten roll och 0.4 Ampere i (kanske) 2 mm cu-tråd utgör en försumbar förlust. Därav förklaringen till att öppna feederstegar har så små förluster.

73
Bengt SM6APQ
 
SWR är ett förhållande mellan max- och mimimi-värde utefter en ledning
så spelar det väl mindre roll om vi mäter U, I eller P.

Då SWR, enligt uppgift, till 99.99% uppstår i övergången antenn /matning
och högt SWR är farligast vid stationen (slutstegets snabba "pensionering)
så borde nog SWR-mätaren finnas så nära sändaren som möjligt.
 
Håller inte riktigt med dig Hans.

Även om I och U varierar längs en matarledning med SWR, så varierar knappast effekten P, i annat avseende än när det gäller dämpningen med avståndet till signalkällan.

Om syftet är att mäta SWR så korrekt som möjligt, bör SWR-mätaren sitta i antennens matningspunkt...

SWR dödar inget slutsteg! Med ett rörslutsteg kan oftast pifiltret anpassa den impedans som uppstår i matarledningens (koaxens) anslutningspunkt. Med modernare transistoriserade slutsteg träder skyddskretsarna i funktion och uteffekten reduceras. Om transceiverns ATU förmår att anpassa impedansen, lider slutsteget och sluttransistorerna ingen skada!

73/Lasse
 
SM0ETT / Hans said:
SWR är ett förhållande mellan max- och mimimi-värde utefter en ledning
så spelar det väl mindre roll om vi mäter U, I eller P.
Click to expand...

Den aktiva effekten utefter en ledning varierar varken med SWR eller med avståndet, så länge som förlusterna är "små". Däremot medför ett SWR skilt fråm 1:1 en reaktiv energikomponent som lagras i transmissionsledningen.

Jag misstänker att man gärna blandar in "effekt" i SWR-resonemang därför att de flesta instrument har en "watt-gradering". Men om man tänker sig den "klassiska" SWR-metern utan gradering så kan den istället se den som ett instrument som uttrycker spänningsreflektionskoefficient 0 - 1 med linjär skala, eller effektreflektionskoefficient som också är mellan 0 -1, fast med kvadratisk skala.

Tyvärr förblir frågor om SWR några av de mest missförstådda, eftersom en skrämmande stor andel av radioamatörerna inte bryr sig om att sätta sig in i grunderna.

73/

Karl-Arne
SM0AOM
 
Last edited:
SM0AOM said:
... Tyvärr förbilr frågor om SWR några av de mest missförstådda, eftersom en skrämmande stor andel av radioamatörerna inte bryr sig om att sätta sig in i grunderna.
Click to expand...
Finns grunderna för SWR beskrivna i "SSA:s Utbildningskasse"?

/ Göstha
 
Jag har själv skrivit "mätningskapitlet" i kursboken, och där återfinns principen bakom SWR-mätningar kortfattat beskriven, och i antenn- och matarledningskapitlet diskuteras SWR ytterligare.

Har dock inte boken framför mig så att jag kan citera några referenser.

73/
Karl-Arne
SM0AOM
 
Har du då någon förklaring till den "grundlöshet" du stöter på?

För egen del fick jag redan i gymnasiet "smaka" på de teoretiska grunderna för vågutbredning i en transmissionsledning och laborera på bl.a. SWR i en vågledare. Säkert fanns det något avsnitt om antennanpassning och SWR i kurslitteraturen för A- och B-certifikat jag senare läste, hösten 1965, men det har jag inget bestående minne av. Om det gjorde det, var det kanske torrt formulerat, eller så tillförde innehållet inget nytt.

Givetvis har jag nu glömt det mesta av de matematiska grunderna, men de har allt eftersom ersatts av en närmast intuitiv känsla för vad det är fråga om.

Undrar slutligen om det finns någon motsvarande gymnasieutbildning idag.

/ Göstha
 
Last edited:
-5DXU,
NEJ!!!
Det har inte de senaste 15 åren funnits en gymnasieutbildning
som ens kommer i närheten av den elektronikutbildning som
för 30 år sedan undervisades i det som förr ärligt hette Yrkesskolan!

F.d. skolöverstyrelsen (med efterföljare) har ALLTID låtit ALLT som
har med elektricitet (även elektronik) "gå på remiss" till "el-fackets
samarbetsgrupp".

Att dessa gubbar inte kunnat, eller ens begripit, elektronik kan man se av
den kursplanering som presenterades omkring 1980. där utgick "gubbarna"
från sina eftarenheter från 60-talet: elektronrörsteknik!


Hade jag som lärare följt den kursplanen så hade jag inte behövt ta upp
ordet halvledare ens på teorilektionerna! :eek:

Ärligt talat, just p.g.a. dessa "elfackets remiss-rättigheter" så anklagar
jag elfacket för att ha skjutit gymnasieskolans elektronikutbildning i sank!

Idag går gymnasieeleverna Naturvetenskaplig linje och sedan 2 år på hög-
skola för att nå examensnivån "Högskoleingenjör". Det är på högskolan de
får sin elektronikutbildning.

Anser att dessa elever kan mindre "hårdvara" än den klass jag hade -85
som bytte bildrör på en trasig Tv med fullgott resultat.

-3BDZ,
du skriver själv tidigare i tråden att SWR är "förhållandet mellan U(min) och U(max)
utefter kabeln". som synes tänker jag på spänningarna, har inte sagt ett ord om effekten.

Det är när U(max) hamnar vid slutsteget som transistorerna dör p.g.a. U(max) > U(cb0) !

Det är inte alltid som det finns skyddskretsar runt slutsteget.
I hembyggda Pa:n finns det sällan sådana bekväma kretsar utan här får opertören ta
ansvaret för att inte Pa:t dör.
 
Last edited:
Det beror helt på hur ett transistoreffektsteg är utformat ifall det klarar höga SWR eller inte. En mycket vanlig "dödsorsak" är inte SWR i sig, utan att en ogynnsam belastning för transistorerna gjort att motkopplingsnäten inte arbetat som avsett vilket utlöst en okontrollerad självsvängning. Även parasitresonanser utanför arbetsfrekvensområdet kan utlösa sådana.

Annars är det ofta överströmmar som kan förstöra sluttransistorerna när belastningslinjen blir sådan att de drar mer ström än de tål.

Här verkar bipolära transistorer vara mer "robusta" än MOSFET-ar.

Beträffande SWR i amatörböckerna är det ganska sällan som den fysikaliska bakgrunden, med spänningsmaxima och -minima diskuteras. Inte heller nämns de båda formerna av reflektionsfaktorer.

För att förstå "mekanismen" bakom stående vågor behöver man en fysikalisk förståelse för vågrörelser i allmänhet. Gymnasiefysiken gav, åtminstone på min tid, den erforderliga bakgrunden. Analogin mellan mekaniska och elektriska vågor är tillräckligt bra för att illustrera dessa samband.

Att dagens blivande elektroniker inte har fått se "stående vågor" varken utefter Lechertrådar eller i "slotted lines" är ett problem ur visualiseringsperspektiv. Den som sett glimlampor variera i styrka eller instrumentutslaget variera utefter en "slotted line" har ett helt annat
grepp om frågan.

73/

Karl-Arne
SM0AOM
 
På de antika rörsändarna borde väl SWR mätaren sitta mellan anod och Pi-filter för att Pi-filtret skall kunna ställas in rätt.
Har någonsin en sådan SWR-mätare byggts? Eller funnits.
Man tror ju annars att man ställt in rätt.

En vanlig orsak till transistorslutstegs tidiga död är skälvsvängning. Det sker i en del fabrikat pga av att konstruktionen är ostabil. Sen verkar det vara lite ojämnt i själva komponenten, transistorn, även åldring av effekttransistorer verkar förekomma.

För att gå tillbaka till SWR, som var trådens början.

1. Kan vi enas om att inget prefix betyder stället på vilket man placerar SWR mätaren? Men att stället där den är placerat gör att den visar olika. Och att det viktigaste är att bedöma den som sitter närmast sändaren?

2. Kan vi enas om att prefixen egentligen inte behövs? OCh att SWR räcker, som beteckning på det SWR-mätaren visar?

3. Kan vi enas om att SWR även är ett förhållande mellan den impedans SWR mätaren är gjord för, dvs 50 Ohm och lastens impedans, i detta fall resistans. Dvs om vi ansluter ett 25 eller 100 Ohms motstånd skall mätaren visa 1:2. Källans, sändarens, inre impedans har ingen betydelse, och mycket få sändare har en inre 50 Ohms impedans, förutom instrument. Men att sändaren i de allra flesta fall är konstruerad för att köras mot 50 resistiv last.

4. PSWR är det som jag antydde i inledningen kvadraten på VSWR? Dvs SWR 1:1,5 = PSWR 1:2,25 ??


De
ÄffPeDeh
 
Hej Roy!

Jag har inte heller sett någon SWR-meter emellan röret och utgångskretsen på rör-PA. Men man har ju relativ uteffektmeter som oftast mäter HF-spänningen, anodströmsinstrument och förhoppningsvis gallerströmsinstrument för det galler som sitter närmast anoden, skörmgaller för tetrod och styrgaller för triod. Vid anpassning mellan röret och utgångskretsen är det max spänning mot en given last, i detta fall en kanske missanpassad antenn. Rätt ställe att mäta relativa effekten dvs spänningen är där impedansen inte varierar när man skruvar, dvs efter pi-filtret. Beroende på om man vill uppnå annat än max uteffekt kan man justera belastningen lite. Miska lasten om det är förlusteffekten i anoden som begränsar, eller öka lasten om man vil uppnå bästa linearitet för t ex SSB. Det ändras med "Load"-kondensatorn. Mindre kapacitans ger högre belastning, då anoden ser lägre impedans. "Plate"-kondensatorn ska alltid justeras till max gallserström, G1 för triod och G2 för tetrod, som sammanfaller med max uteffekt om steget är bra neutraliserat.

En annan anledning att inte mäta direkt på anoden är att där finns övertoner. De vill man ju inte ha med ut i antennen. Särskilt på transistorslutsteg med bredbandig utgång är det viktigt att mäta spänning eller ström selektivt för att få rätt värde på relativ effekt, t ex genom att mäta efter ett lågpassfilter. Annars riskerar man att maximera övertonerna, och det var ju inte meningen...

SWR är missanpassningen på en matarledning med godtycklig impedans. En mätare för det är stor och otymplig som någon skrev, man måste leta upp max resp minvärdet på ström eller spänning utefter ledningen och beräkna kvoten. För en given impedans, oftast 50 Ohm, finns mätare som är graderade i SWR, men som mäter vektorsumman av ström minus spänning med sådana skalfaktorer att det blir 0 om belastningen är rätt, 50 Ohm. Som referens använder man vektorsumman av ström plus spänning, antingen med separat likadan detektor, vanligast i SWR-mätare, eller genom att vända detektorn som i Bird-mätare och liknande.

Ett sätt att se om SWR-mätarens båda delar är lika är att vända på den och läsa av med omkopplaren i "fel" läge, den ska visa lika som då den är rättvänd.

PSWR har jag inte sett tidigare. Har du någon länk till var det använts?

/Jan
 
Jag ser ingen anledning att kvadrera ett SWR-värde. Det är dimensionslöst i sig, och det får ingen relation till "effekt" ifall det kvadreras.

Beträffande indikatorer som finns mellan slutrörets anod och utgångskretsen finns det på de allra flesta automatavstämda PA-steg en sensor för ställa in rätt belastningslinje.

För att röret ska ge sin specificerade uteffekt och linjäritet krävs att belastningslinjen är resistiv och har rätt lutning (har dimensionen ohm).

En servokrets ställer in spolar och/eller kondensatorer så att fasvinkeln blir = 0,
och en annan servokrets ställer in utgångskretsen så att kvoten mellan anod- och gallerväxelspänning blir den rätta.

Proceduren är att först grovinställs alla kretselement så att de står i närheten av slutpositionen, lite drivning läggs på och gallerkretsen (-arna) justeras till resonans eller fasvinkel = 0. Sedan kopplas slutrörets driftspänningar på och gallerkretsen efterjusteras, och därefter ställs anodkretsen in till fasvinkeln = 0.

Sist justeras omväxlande kopplings- och avstämningsinställningarna på utgångskretsen med full drivning så att fasvinkeln behålls till 0 och kvoten mellan galler- och anodväxelspänning blir den rätta. Då har slutröret fått rätt arbetspunkt. Allra sist justeras drivningen så att man har nominell uteffekt.

Proceduren tar c:a 20 sekunder på effektförstärkare med långsamma växelströmsservon (Collins 208U-10), men bara 5 - 10 sekunder när likströmsservon används (Collins HF-8022, Marconi H1141).

Även en del handavstämda slutsteg har sådana indikatorer. Collins 30S-1 och 30L-1 är exempel.

73/

Karl-Arne
SM0AOM
 
VSWR, igen

Hej alla.
Här är min uppfattning om SWR och dess otrevliga förmåga att förorsaka skador på oskyddade transistorslutsteg.

Vi utgår från en 50 ohms koaxialkabel där vi skickar ut 100 watt. Vidare antar vi ett SWR på 3:1 (vilket man inte bör "tillåta" på "långa" kablar!). Max. spänning stiger från det matchade värdet (SWR 1:1) på 70,7 volt till 122 volt. Minimum spänning blir 40,8 volt. Max ström stiger från SWR 1:1 på 1,41 Ampere till 2,4 Amp och min. ström blir 0,82 Ampere.
Jag tror inte att det är den höga spänningen (122 volt) som dödar transistorn utan det faktum att transtorslutsteget blir "lösare kopplat" till antennen. Då stiger spänningen i slutsteget till "farliga" värden för transistorn eller transistorerna.
Exempel. Vid SWR 3 är kabelimpedansen 150 ohm om vi råkar vara vid spänningsmax, och 16 ohm om vi råkar befinna oss vid strömmax. I bägge fallen "ser" transistorn en avvikelse från 50 ohm och resultatet blir lösare koppling till antennen.
Ett rördrivet PA med pi-filter kompenserar operatören detta genom att vrida ur (minska kap.) på C2 vid 150 ohm och öka kap. vid 16 ohm. Eftersom generatorn (röret) efter justering fortfarande ser ingången till pi-filtret (kanske omkring 2500 ohm) oberoende av om lasten är 16, 50 eller 150 ohm vid korrekt justering av C2.
Man kan också se det så här; röret vet inte om vad lasten är på utgångssidan av pi-filtret så länge röret "ser" 2500 ohms som pifiltret omvandlar till antennimpedansen vad den är (inom rimliga gränser).

73
Bengt SM6APQ
 
Oj, vad det rasslat till i denna tråd under dagen!

Jag har varit utan (befriad) från internet sen 7-tiden i morse men nu har visst min ISP fått folk på fötterna då det funkar igen.

Nog är det lite intressant att SWR fortfarande är en så pass kontroversiell fråga. Så har det varit sedan jag fick min licens för 40 år sedan, vad jag kan minnas.

Många kloka saker har framkommit i tråden, liksom en del missförstånd. När det gäller dödsorsak för sluttransistorer så lägger även jag en slant på att orsaken ofta är självsvängning - vilket i sin tur kan orsakas av SWR och "lös koppling till lasten" som -APQ skriver. Att mäta SWR mellan rörets anod och tankkretsen i ett slutsteg uppfattar jag mer som ironi än allvar...

-ETT, jag citerar vad du skrev tidigare;
"SWR är ett förhållande mellan max- och mimimi-värde utefter en ledning
så spelar det väl mindre roll om vi mäter U, I eller P."
Det var anledningen till min kommentar.

Då de flesta manuellt avstämda slutsteg för amatörradiobruk inte har indikering av fasvinkel, ansluter jag till fullo till den metod som SM4HFI beskriver liksom den analys av SWR han ger några inlägg längre upp!

Jag har heller aldrig stött på begreppet PSWR...

73/Lasse
 
SM4FPD said:
För att gå tillbaka till SWR, som var trådens början.

1. Kan vi enas om att inget prefix betyder stället på vilket man placerar SWR mätaren? Men att stället där den är placerat gör att den visar olika. Och att det viktigaste är att bedöma den som sitter närmast sändaren?
Click to expand...

Jag har heller inte sett att någon hävdat detta i denna tråd. Jag förstår vad du menar Roy, men ser en sammanblandning av olika begrepp som blir lite förvirrande.

1. I en förlustfri matarledning är SWR detsamma var än utefter matarledningen vi tittar.

2. När SWR-mätaren visar olika beroende på placering beror det inte på att SWR varierar utan på att den komplexa impedansen i anslutningspunkten varierar!

3. Metoden att justera matarledningens längd för min SWR-indikering på vår mätare som sitter närmast sändaren innebär i realiteten att vi hittar en punkt på matarledningen där impedansen är i närheten av 50 ohm.
SWR är och förblir detsamma!

Prefixen kan vi helt ställa åt sidan...

73/Lasse
 
You must log in or register to reply here.
Back
Top