Схема микроволновки: Ремонт микроволновки: подробно и просто

Типовые схемы микроволновых печей

Статьи

Типичная схема самой простой печи с механическими таймерами показана на рис. 10. Управление микроволновой печью производится через специальную схему в первичной цепи высоковольтного трансформатора "220 В". Именно там установлены:

•    сетевой фильтр, не пропускающий СВЧ излучение в электросеть;

 

•    механические таймер и регулятор мощности;

•    блокирующие выключатели дверцы;

•  термостат магнетрона, обесточивающее первичную обмотку трансформатора при достижении на магнетроне критической температуры 105... 135°С;

•    лампа освещения рабочей камеры;

•    вентилятор и электромотор вращения поддона печи.

При открывании дверцы зажигается лампа освещения. Запустить печь можно только при закрытой дверце, повороте механического регулятора мощности и механического таймера. При запуске печи включаются электромотор вращения поддона и вентилятор охлаждения магнетрона.

Применение в СВЧ печах механического таймера (рис.11) очень упрощает пользование печью: есть всего две ручки управления - регулятор мощности и таймер работы печи.

Типичная схема СВЧ печи с электронным управлением показана на рис. 12. Она составлена на основе микроволновой печи DAEWOO модели KOC-870TOS.

Такие печи дороже простых, но и возможности у них заметно больше. Эти модели имеют плату управления с процессором, на передней панели у них кнопки, посредством которых осуществляется выбор уровней мощности, времени приготовления пищи и производятся прочие операции по управлению печью. Эти печи имеют ЖК-дисплей и обилия функциональных возможностей, в них предусмотрено программируемое меню, где заложено определенное количество рецептов. В рабочей камере таких печей устанавливают один, а иногда и два нагревательных элемента, называемых ТЭНами (тепловыми электронагревателями). Они выполняются в виде металлической трубки диаметром 8... 10 мм, изогнутой особым образом или в виде кварцевой трубки диаметром 12... 15 мм, внутри которых находится нагревательная спираль. Взаимодействие элементов в СВЧ печах с электронным управлением сложнее, чем в простых печах, хотя общий принцип их взaимодействия для всех микроволновых печей похож и указан выше.

Назначение основных элементов СВЧ печи

Высоковольтный анодно-накальный трансформатор-стабилизатор ТР1

Его мощность, в зависимости от мощности применяемого магнетрона, колеблется в пределах 850... 1000 Вт (рис.5, 6, 10). Первичная обмотка рассчитана на напряжение -220 В.
Номинальное эффективное напряжение на его вторичных обмотках: высоковольтной ~2100...2300 В, накальной ~3...3,2 В.

Особенностью трансформатора является значительная индуктивность рассеивания его высоковольтной обмотки (4,..6 Гн) и специальная конструкция магнитопровода с магнитными шунтами, обеспечивающая стабильность высоковольтного напряжения 1 ...2%, при колебаниях напряжения сети 10% [2]. Для обеспечения бесшумности работы трансформатора отдельные элементы его магнитопровода свариваются.

Высоковольтный конденсатор C1. Он участвует в удвоении высокого напряжения (рис.8). Его назначение - накапливать заряд от положительной полуволны высоковольтного трансформатора и отдавать его (разряжаться) в отрицательный полупериод. Он все время работает в режиме, заряд - разряд - заряд - разряд.

Емкость С1, в зависимости от мощности применяемого магнетрона, составляет 0,9... мкФ 10 кВ. Перед проведением измерений в цепях этого конденсатора, необходимо снять с него остаточный заряд, т.е. разрядить. Величину его емкости можно проверить измерителями емкости, например, UT-70. При измерении сопротивления изоляции высоковольтного конденсатора следует помнить, что внутри импортных конденсаторов установлен резистор величиной 1... 10 МОм. Стоимость нового конденсатора — 6...8 долл. США.

Высоковольтный выпрямительный диод. Вместе с конденсатором С1 (рис. 12) он участвует в удвоении высокого напряжения, поступающего от трансформатора, путем периодического заряда конденсатора (рис.5, 8). Диод VD1 работает при напряжении около 5 кВ и выдерживает напряжение до 10 кВ.

К началу статьи

Радиосхемы. - Схемы микроволновок

В этом разделе нашего сайта находятся схемы микроволновых печей и все эти схемы Вы можете скачать.

Для того чтобы скачать схемы Вам не потребуется регистрация, Вас не перенаправят на удаленный файловый обменник и не попросят отправить СМС-сообщение- у нас на сайте все совершенно бесплатно, в свободном доступе и проверено антивирусом

Все файлы взяты из открытых источников и предназначены исключительно для личного пользования!

Для просмотра скачанных файлов Вам потребуются архиваторы и программы для просмотра формата PDF. Все это Вы найдете на нашем сайте в разделе СОФТ.

Если Вы занимаетесь ремонтом микроволновок, покупаете- продаете комплектующие к микроволновкам то можете разместить бесплатное объявление в разделе РАДИОРЫНОК, если возникли вопросы по ремонту микроволновых печей- заходите к нам на ФОРУМ!

Материалы раздела

Схемы микроволновых печей

Микроволновка DAEWOO KOC-870T0S
Микроволновка DAEWOO KOC-872T0C
Микроволновая печь DeLonghi MW865F
Микроволновая печь Daewoo KOR-6Q2B5S
Микроволновая печь DAEWOO KOC-1B4K0S\ KOC-1B4K5S
Микроволновая печь ELENBERG MG-2035D
Микроволновая печь LG МВ-4343С\ МН-6343С
Микроволновая печь LG MS-191MC
Микроволновая печь LG MS-2042G
Микроволновая печь Samsung C100
Микроволновая печь Samsung CE101K
Микроволновая печь SAMSUNG CE1150R
Микроволновая печь SAMSUNG CE118KFR
Микроволновая печь Samsung CE2618NR
Микроволновая печь Samsung CE2638NR
Микроволновая печь SAMSUNG CE2718NR
Микроволновая печь Samsung CE2774R

SAMSUNG CE2927NR схема блока управления
Микроволновая печь SAMSUNG CE745GR
Микроволновая печь SAMSUNG G2739NR
Микроволновая печь SAMSUNG CE935GR
Микроволновая печь Samsung CE945G
Микроволновая печь SAMSUNG CE-959GT
SAMSUNG CE979 схема
Микроволновая печь SAMSUNG G2712
Микроволновая печь Samsung G643CR
Микроволновая печь Samsung M1638NR
Микроволновая печь Samsung M1712NR
Микроволновая печь SAMSUNG M1727
Микроволновая печь SAMSUNG M187DMR
Микроволновая печь Samsung M759
Микроволновая печь Samsung M959
Микроволновая печь SAMSUNG MR4381G
Микроволновая печь Samsung MW73VR
Микроволновая печь SAMSUNG PG113
Микроволновая печь SANYO EM-D754
Микроволновая печь SANYO EM-D774
Микроволновая печь SANYO EM-D7750ECO
Микроволновая печь SANYO EM-D951 (952)
Микроволновая печь SANYO EM-D953
Микроволновая печь SANYO EM D970 (971)
Микроволновая печь SANYO EM-D973
Микроволновая печь SANYO EM-D993
Микроволновая печь SANYO EM-D9950ECO
Микроволновая печь SANYO EM-F3400SW
Микроволновая печь SANYO EM-G200, G400
Микроволновая печь SANYO EM-C1900
Микроволновая печь SANYO EM-S153
Микроволновая печь SHARP R-24ST (R-2B34)
Микроволновая печь SHARP R5V10
Микроволновая печь SHARP R297F
Микроволновая печь POLAR w901d-25
Микроволновая печь POLAR W932d-25
Микроволновая печь POLAR W933-23
Микроволновая печь POLAR W833D
Микроволновая печь Rolsen MS2380
Микроволновая печь SHARP R-8000G
Микроволновая печь PANASONIC NN-C2000
Микроволновая печь PANASONIC NN-K652
Микроволновая печь PANASONIC NN-ST557M
Микроволновая печь PANASONIC NN-CS596A
Микроволновая печь PANASONIC NE1757R
Микроволновая печь DE LONGHI MW865F
Микроволновая печь MIELE W713\ W715\ W718
Микроволновая печь WEST MWGE2017D
Микроволновая печь Whirpool AVM 441
Микроволновая печь Whirlpool AKM106

Устройство и принцип действия микроволновки

Микроволновка работает практически в каждой современной квартире. Этот удобный бытовой прибор умеет подогревать, размораживать, запекать. Некоторые модели способны поджаривать на гриле и выполнять сложные программы для изготовления внутри готовых блюд. Принцип действия микроволновки не поменялся с момента ее изобретения. Но благодаря достижениям технического прогресса выросла безопасность оборудования, а электрическая схема способна осуществлять комплексное управление и точный контроль параметров работы.

Общий принцип действия микроволновой печи

Физика процесса нагрева содержимого микроволновки достаточно проста. СВЧ излучение воздействует на молекулы продуктов, и благодаря их взаимному трению выделяется тепло. Но это слишком простое объяснение.

Микроволновая печь

На самом деле, колебаниям подвергаются только молекулы воды. Но если поставить в микроволновку идеально чистый стакан с дистиллированной жидкостью, то ее температура при стандартном времени работы печи изменится достаточно мало. Так почему же нагреваются продукты? Это происходит благодаря трению молекул на границе сред, то есть, разных веществ. А так как строение любого материала, будь то съедобный продукт или кусок дерева, велико и обязательно имеет в структуре воду, возникают разноамплитудные колебания.

Важно! Частота микроволновой печи рассчитана так, чтобы оказывать максимальное воздействие на молекулы жидкости. Именно они своим интенсивным колебанием и трением об соседей способствуют выделению большого количества тепла. Материалы сухие и чистые по химическому составу нагреваются очень медленно, но таких в природе мало.

В микроволновку нельзя класть металлы. При воздействии на них СВЧ излучения образуются поверхностные токи и происходят искровые, дуговые пробои на стенки внутреннего отделения печи. Однако технический прогресс нашел выход. Сегодня множество компаний, например, Daewoo, выпускают микроволновки, в которые можно ставить металлические предметы. Также во многих моделях разрешено использование замкнутых контуров, в частности, тарелок с тиснением фольгой по краю или декоративных блюд с металлическим бортом.

Какие элементы есть в конструкции микроволновки

Устройство микроволновой печи только на первый взгляд кажется сложным. Владельца этого прибора вводит в заблуждение количество кнопочек, индикаторов, средств программирования. На самом деле, любая печь, с механическим управлением, сенсорной панелью, пультом, гибридным электронным контролем, состоит из одинаковых функциональных блоков:

  • блок генерации СВЧ излучения, магнетрон и волноводы;
  • система преобразования напряжения, главный модуль — повышающий высоковольтный трансформатор;
  • средства контроля в составе группы датчиков;
  • система вторичной защиты;
  • управляющая схема микроволновки.

Устройство микроволновки

Важно! В зависимости от сложности модели печи, в нее могут включаться самые разные опции. Например, гриль, вторичные рассеиватели волн, дополнительные узлы СВЧ генерации.

Стоит рассмотреть работу каждого блока отдельно, в порядке их задействования в стандартной схеме использования микроволновки.

Управляющая схема

Главная электросхема микроволновки, с которой имеет дело пользователь — это блок управления. В нем при помощи кнопок, механических переключателей, регуляторов задаются граничные параметры. То есть рабочая мощность или режим, время исполнения программы и так далее.

Схема управления может быть как угодно сложной. Самый простой вариант представляет собой круговые регуляторы, один из которых — реле таймера. С их помощью устанавливается мощность режима и время работы. Еще один знакомый пользователям вариант — гибридный, с кнопками. По сути, его функционал ненамного шире механической регулировки.

Микроволновая печь

Сенсорная панель, в большинстве случаев, ничем по принципу действия не отличается от кнопок. Она просто более надежна и не требует обслуживания. Продвинутые схемы электронного управления включают программирование, то есть переключение по заданному алгоритму мощности излучения и времени ее выдачи.

Система преобразования напряжения

Микроволновка состоит из группы узлов, которые очень опасны для человека. Главный из них — повышающий трансформатор. Когда схема управления дает команду на включение режима, он выдает до 4 КВ напряжения. При этом рабочий ток может достигать 10А и выше. Такие параметры работы электросети представляют огромную опасность для человека.

Важно! Повышающий трансформатор — ключевой и самый дорогой узел системы преобразования напряжения. Он питает магнетрон, элемент, без которого невозможно реализовать основной принцип работы микроволновой печи.

Блок генерации СВЧ излучения

Магнетрон — это сердце микроволновки. По сути, это обычная вакуумная лампа, похожая на те, которые использовались в кинескопах старых телевизоров. Только магнетрон генерирует интенсивную электромагнитную волну высокой частоты, образуемой при прохождении электронов через магнитное поле.

Блок генерации излучения состоит не из одного СВЧ источника. Для, так сказать, подачи волн в рабочую зону печи устанавливаются волноводы. Именно они находятся за слюдяной пластиной, которую каждый видел на боковой стенке микроволновки, когда ставил в нее тарелку с завтраком.

Устройство микроволновой печи

Системы основной и вторичной защиты

Роль контрольных датчиков вполне понятна. Они следят, чтобы ни один из ключевых элементов электронной и аппаратной части не вышел в критический режим работы. Датчики гарантируют безаварийное функционирование прибора и предотвращают опасные сбои. Но у микроволновки есть системы защиты, разработанные для человека. Ниже будут подробно описаны их функции.

Итак, система управления инициализирует пуск магнетрона. Она же задает параметры работы, отсчитывает временные интервалы, меняет мощность и так далее. Есть и обратная связь между системами безопасности и управления. По сигналам первых может быть полностью остановлена работа печи, изменен режим, выдано служебное сообщение или звуковые оповещения.

Схемы распределения СВЧ волн

Сначала стоит остановиться на работе блока генерации СВЧ. Строение магнетрона представляет собой излучающий элемент и обмотку, генерирующую магнитное поле. Эта лампа, грубо говоря, постоянно изнашивается. Все сталкивались с ситуацией, когда с ходом эксплуатации микроволновка разогревает все слабее и слабее. Это нормальное явление, каждая модель рано или поздно требует замены магнетрона.

В печах разных производителей (или уровня сложности) может использоваться отличные друг от друга схемы распределения СВЧ волн. В стандартном варианте решения, который применяет компания LG и множество других производителей, от магнетрона в область продуктов идет только один волновод. Он закрыт слюдяной пластиной, чтобы предотвратить попадание мусора и пара.

Важно! В моделях с одним  волноводом, который излучает достаточно локализованный поток волн, используется отражатель на противоположной стороне отсека продуктов. Это вогнутая зона стенки. Она помогает более равномерно распределить СВЧ излучение по рабочему объему.

Микроволновка samsung

В некоторых микроволновках компании Samsung используется другой принцип: устанавливается основной волновод и несколько щелевых антенн. Это позволяет равномерно распределять поток энергии, формировать так называемое 3D излучение. Кроме этого, печь, варьируя мощность магнетрона, добивается плавного нагрева продуктов по всему объему.

Но самое главное в генерации волн СВЧ — их параметры. Частота излучения магнетрона в микроволновке составляет 2.45 ГГц — именно это значение является резонансным для молекул воды, заставляя их колебаться с большой амплитудой. Происходит нагрев продукта. Тепло от поверхностных слоев постепенно распространяется по всему объему продукта.

Есть некоторые решения, позволяющие ускорить разогрев пищи в рабочей области печи. Это так называемые диссекторы. По внешнему виду такой конструкционный элемент похож на вентилятор на потолке камеры микроволновки. Однако он делает другую работу, а именно рассеивает СВЧ волны.

Другие функциональные элементы печи имеют вполне понятное назначение. Например, микроволновка с грилем действует на пищу не только СВЧ, но и инфракрасным излучением. Она позволяет добиться на продуктах красивой запеченной корочки. Отдельные модели печей могут оснащаться дополнительными вентиляторами для отвода тепла.

Как работает система защиты

Также стоит подробно осветить функционирование систем безопасности. Они делятся на две значимые группы.

  1. Контроль параметров аппаратной части. Это датчик температуры магнетрона, предохранители, охлаждающие вентиляторы. Они решают задачу блокировки потенциально аварийных ситуаций и поддержания нормированных показателей работы электроники
  2. Защита человека от поражения электротоком и СВЧ излучением.

С системами защиты от электротока сталкивался каждый, кто хоть раз разбирал корпус своей микроволновки. В ключевых точках монтажа размещены микровыключатели. Сняв крышку, печку уже нельзя включить. Этого просто не позволит система защиты.

Микроволновка

Но более интересна схема нейтрализации СВЧ волн. Стоит понимать, что излучение даже теоретически не может быть локализовано внутри камеры печи. Волны отражаются, в том числе от продуктов. Поэтому на передней дверке устанавливается стекло с нанесенной на него тонкой металлической решеткой. Это антенный модуль. Он подключен к разряднику, который отдает накопленную энергию бросками в основные электросети прибора.

Важно! Микроволновка генерирует помехи проводки. В некоторых домах это можно зафиксировать по работе других приборов (в частности, Wi-Fi роутеров), особенно, если эксплуатируется откровенно дешевая печь с плохим шумоподавителем.

Электрическая схема СВЧ

На основании изложенного выше нетрудно понять, как микроволновая печь устроена, просто рассматривая ее снаружи, заглядывая в камеру и в тыл. Но если захочется что-то починить, полезно в общих чертах понимать, как узлы взаимодействуют между собой. В этом поможет принципиальная схема микроволновой печи. Ее строение только на первый взгляд кажется сложным. Однако любая схема состоит из базовых блоков. В качестве примера стоит посмотреть на устройство модели с механическим аналоговым управлением.

Электрическая схема СВЧ

Из схемы ясно видно, как преобразуется энергия и работают системы безопасности. Одним из самых первых контуров всегда выступает шумоподавитель (NOISE FILTER). Именно он гасит колебания, которые формирует разрядник энергии в дверке, защита человека от высокочастотного излучения.

Затем идет система основной безопасности. Это блок контактов в дверке, один отслеживает прилегание к корпусу, второй положение защелки, третий позицию ручки. При незамкнутом состоянии любого из них печь не будет работать.

Третий функциональный блок — приводы и подсветка. Здесь все просто. На двигатель, который крутит тарелку, на вентилятор и лампу, подается постоянное напряжение. Таймер размыкает цепь при окончании установленного временного интервала.

Последний рабочий контур — повышающий трансформатор, датчик контроля температуры магнетрона, его система защиты от пробоя и плавкий предохранитель. И заканчивается схема всегда одинаково. Главным рабочим органом печи, магнетроном.

В качестве заключения

Несмотря на то, что микроволновка может показаться крайне сложным и даже опасным устройством, ее рекомендуется регулярно обслуживать. Это безопасно и просто. Вскрывать корпус, чтобы удалить пыль с аппаратной части, не стоит. Достаточно держать в чистоте поверхность стенок отсека для продуктов, стекло дверки. Периодически аккуратно снимать и протирать слюдяную пластину, закрывающую волновод. И тогда микроволновка будет сохранять стабильные параметры весь срок, заявленный производителем.

Электрическая схема плиты. Как работает микроволновая печь

Микроволновая печь нашла широкое применение в области бытовых электроприборов для приготовления пищи. Сегодня будет рассмотрено устройство микроволновой печи и типовая схема. Схема работы достаточно интересная, поскольку в микроволновой печи не используется нагревательного элемента, так в чем же секрет? Почему в ней вода начинает кипеть, а тем временем сосуд, в которой налита эта вода, остается холодным? Тут нет никакого волшебства. Дело в том, что в микроволновой печи собрана целая СВЧ станция, главным звеном которой является - магнетрон. Магнетрон - электронная лампа, которая генерирует электромагнитные волны высокой частоты, это происходит благодаря воздействию потока электронов с магнитным полем. Элементы устройства магнетрона:

1. Металлический колпачок насажан на керамический изолятор 2.
3. Внешний кожух магнетрона.
4. Фланец с отверстиями для крепления.
5 Кольцевые магниты служат для распределения магнитного поля.
6. Керамический цилиндр для изоляции антенны.
7. Радиатор служит для лучшего охлаждения.
8. Коробочка фильтра.
9. Узел соединения магнетрона с источником питания содержит переходные конденсаторы, которые вместе с дросселями образуют СВЧ фильтр для защиты от проникновения СВЧ излучения из магнетрона.
10. Выводы питания.

Рабочая частота магнетрона специально настроена на частоту резонанса молекул воды, поток электронов заставляет молекулам двигаться с очень большой скоростью, именно это вызывает реакцию кипения. Как мы знаем, почти все организмы и растения в себе содержат воду, поэтому поджаривая мясо мы на самом деле испаряем содержащуюся там воду, ту же функцию делает и магнетрон, только без теплоты и огня.



Для работы магнетрона нужно иметь высокое напряжение, которое получается от сетевого трансформатора, его чаще называют МОТ-ом. Такой трансформатор обеспечивает напряжение 2000-2500 вольт при силе тока 700-900мА для питания анодной цепи магнетрона. Ток после трансформатора выпрямляется высоковольтным диодным столбом и только потом поступает на магнетрон. Питание накальной цепи часто обеспечивает отдельный трансформатор. В духовке микроволновки мы можем увидеть осветительную лампу и вентилятор. Функциональная схема блока управления микроволновой печи приведена на рисунке ниже:



Микроволновые печи с электромеханическим управлением обычно имеют стандартную электросхему. Отличия между различными моделями незначительны. Силовая часть печей с электронными блоками управления практически не отличается от печей с электромеханическим управлением. На принципиальной схеме эти отличия проявляются лишь в том, что вместо контактов таймера присутствуют контакты реле. Такая взаимозаменяемость блоков управления позволяет успешно проводить ремонт сгоревшей электроники, путем замены блока управления на похожий от другой модели. Типовая принципиальная схема механической микроволновой печи Samsung RE290D:
Другие схемы микроволновок находятся в архивах - клик для скачки.

-
-
-

Микроволновая печь получила название СВЧ печь, поскольку в ней генерируются волны сверх высокой частоты, поэтому при ремонте таких печей следует соблюдать предельную бдительность и осторожность. Излучение опасно, особенно на близком расстоянии - до 1 метра! А для регистрации излучения можно собрать простейший пробник:


Главная деталь в любой СВЧ печи - это магнетрон. Магнетрон - это такая специальная вакуумная лампа, которая создаёт СВЧ-излучение. СВЧ-излучение весьма интересным образом воздействует на обычную воду, которая содержится в любой пище.

При облучении электромагнитными волнами частотой 2,45 ГГц молекулы воды начинают колебаться. В результате этих колебаний возникает трение. Да, обычное трение между молекулами. За счёт трения выделяться тепло. Оно то и разогревает пищу изнутри. Вот так вкратце можно объяснить принцип действия микроволновки.

Конструкция микроволновки.

Конструктивно микроволновая печь состоит из металлической камеры, в которой приготавливается пища. Камера снабжена дверцей, которая не позволяет излучению выйти наружу. Для равномерного разогрева пищи внутри камеры установлен вращающийся столик, который приводится в движение мото-редуктором (мотором), который сокращённо называется T.T.Motor (Turntable motor ).


СВЧ-излучение генерируется магнетроном и через прямоугольный волновод подаётся в камеру. Для охлаждения магнетрона во время работы служит вентилятор F.M (Fan motor ), который прогоняет холодный воздух через магнетрон. Далее нагретый воздух от магнетрона через воздуховод направляется в камеру и также используется для нагрева пищи. Через специальные неизлучающие отверстия часть нагретого воздуха и водяной пар выводится наружу.

В некоторых моделях СВЧ-печей для формирования равномерного нагрева пищи используется диссектор, который устанавливается в верхней части камеры микроволновки. Внешне диссектор напоминает вентилятор, но он предназначен для создания определённого типа СВЧ-волны в камере так, чтобы осуществлялся равномерный прогрев пищи.

Электрическая схема микроволновки.

Давайте взглянем на упрощённую электрическую схему рядовой микроволновки (кликните для увеличения).


Как видим, схема состоит из управляющей части и исполнительной. Управляющая часть, как правило, состоит из микроконтроллера, дисплея, кнопочной или сенсорной панели, электромагнитных реле, зуммера. Это "мозги" микроволновки. На схеме всё это изображено отдельной платой с надписью Power and Control Curcuit Board . Для питания управляющей части микроволновки используется небольшой понижающий трансформатор . На схеме он отмечен как L.V.Transformer (показана только первичная обмотка).

Микроконтроллер через буферные элементы (транзисторы) управляет электромагнитными реле: RELAY1 , RELAY2 , RELAY3 . Они включают/выключают исполнительные элементы СВЧ-печи в соответствии с заданным алгоритмом работы.

Исполнительные элементы и цепи - это магнетрон (Magnetron), мото-редуктор столика T.T.Motor (Turntable motor), охлаждающий вентилятор F.M (Fan Motor ), ТЭН гриля (Grill Heater ), лампа подсветки O.L (Oven Lamp ).

Особо отметим исполнительную цепь, которая является генератором СВЧ-излучения.

Начинается эта цепь с высоковольтного трансформатора (H.V.Transformer ). Он самый здоровый в микроволновке. Собственно, это и не удивительно, ведь через него нужно прокачать мощность в 1500 - 2000 Вт (1,5 - 2 kW), необходимых для магнетрона. Выходная же (полезная) мощность магнетрона 500 - 850 Вт.

К первичной обмотке трансформатора подводится переменное напряжение сети 220V. С одной из вторичных обмоток снимается переменное напряжение накала 3,15V. Оно подводится к накальной обмотке магнетрона. Накальная обмотка необходима для генерации (эмиссии) электронов. Стоит отметить, что ток, потребляемый этой обмоткой, может достигать 10A.

Другая вторичная обмотка высоковольтного трансформатора, а также схема удвоения напряжения на высоковольтном конденсаторе (H.V.Capacitor ) и диоде (H.V. Diode ) создаёт постоянное напряжение в 4kV для питания анода магнетрона. Ток анода небольшой и составляет где-то 300 мА (0,3A).

В результате электроны, эмитированные накальной обмоткой, начинают своё движение в вакууме.

Особая траектория движения электронов внутри магнетрона создаёт СВЧ-излучение, которое и нужно нам для нагрева пищи. СВЧ-излучение отводится из магнетрона с помощью антенны и поступает в камеру через отрезок прямоугольного в

принцип работы, устройство, электрическая схема, магнетрон

Микроволновая печь, более известная как микроволновка – полезный кухонный прибор, который в разы упрощает повседневную жизнь. Имея ее в своем арсенале, не придется подолгу возиться на кухне, подогревая пищу. Микроволновую печь еще называют СВЧ-печью.

Задача этого бытового электроприбора – быстрое приготовление или быстрый подогрев приготовленной пищи, размораживание продуктов. Если сравнивать с классической печью, например, духовкой, микроволновка разогревает продукты не с поверхности, а по всему объему.

Как работает микроволновка

Микроволны, глубоко проникая практически в любую пищу, в разы сокращают время разогрева. В статье пойдет речь о принципе работы и устройстве этой техники, незаменимой на кухне.

Принцип работы микроволновой печи

Чтобы разобраться с этим, необходимо немного вводных данных. Большинство продуктов питания в своем составе содержат следующие вещества: соли, жиры, сахар, воду. Чтобы микроволны «работали», то есть грели пищу, в продуктах должны быть дипольные молекулы.

С одной стороны у них положительный электрический заряд, с другой – отрицательный. В пище этих молекул достаточно – это жиры и сахар, но главный диполь – молекула воды.

В овощах, мясе, фруктах и рыбе содержится большое число дипольных молекул, количество которых достигает миллионов. Если электрического поля нет, молекулы располагаются в хаотическом порядке.

Научное подтверждение

В СВЧ-печах микроволны имеют частоту 2450 Мгц

При наличии электромагнитного поля, они начинают «выстраиваться»: «плюс» направлен в одну сторону, «минус» в другую. Когда поле меняет полярность, молекулы «разворачиваются» на 180 градусов.

В СВЧ-печах микроволны имеют частоту 2450 Мгц. 1 герц = 1 колебанию за секунду. Мегагерц – миллион колебаний. Полярность меняется дважды за один период волны.

Когда на продукты воздействует микроволновое излучение, молекулы в них начинают вращаться чаще, буквально стираясь друг о друга. При этом выделяется тепло, которое и служит источником нагрева продуктов.

Нагрев пищи микроволнами можно сравнить с тем, как греются ладони, если тереть ими одна об другую. «Волны» воздействуют только на поверхностный слой пищи, проникая не глубже 1 – 3 см.

Но, тепло «идет» дальше – включается физика теплопроводности. Отсюда же следует совет: если нужно разогреть большой кусок мяса, лучше выставить микроволновую печь на среднюю мощность. Так он прогреется лучше, хоть на это и уйдет больше времени. Тепло из наружных слоев начнет проникать внутрь.

Аналогично дела обстоят и с супами: их лучше периодически вынимать из печи и перемешивать, помогая теплу пробиться внутрь.

В выпускаемых сейчас моделях печей может быть функция «Двойного излучения» — это говорит о раздвоенном источнике излучения. Благодаря этому разделению продукты прогреваются равномернее, а СВЧ-печь имеет повышенный КПД.

Схема СВЧ печи

Наглядным примером послужит модель микроволновки Samsung RE290D. Принципиальная электрическая схема поможет понять, как работают печи от любых производителей. Отличаться они могут разве что специфическими модификациями. Сама схема представлена на фото.

Схема СВЧ печи

В левой части заметно, что заземляющий контакт вилки соединяется с корпусом, а тот подключен от средней точки конденсаторной развязки фильтра, снижающего помехи высокочастотного излучения.

В области входа питания находится предохранитель плавного типа – FU1. Для проверки его состояния пользуются электрическими методами – прозванивают цепь мультиметром, работающим в режиме омметра.

Есть второй предохранитель, защищающий микроволновку от работы в аварийном режиме, например, когда неисправны микровыключатели дверцы.

Чтобы магнетрон – источник излучения, начал «работать», контакты исправности дверцы размыкаются, а все остальные – замыкаются. Если их отключить, причем любой, то с высоковольтного трансформатора снимется питающее напряжение.

В схеме есть термические предохранители-датчики (2 шт.), которые, в зависимости от температуры корпуса магнетрона и рабочей камеры, размыкаются и замыкаются. У первого – периодическая работа. Он защищает магнетрон от перегрева. Второй срабатывает, если неисправен вентилятор или засорились вентиляционные отверстия.

Samsung RE290D

СВЧ Samsung RE290D

Контакт страхующего реле обеспечивает подключение электродвигателей таймера и охлаждающего вентилятора. Если предохранитель «Monitor Fuse» перегорит, обмотка реле выходит из строя.

Переключатель, отвечающий за выбор мощности, находится на таймере. Он, следуя алгоритмам, снимает напряжение со схемы магнетрона.

Резистор R1 кратковременно снижает пусковой ток трансформатора. Для этого требуется работоспособный релейный контакт «Inrush Relay».

Его задача – ограничение импульса, вызванного разрядом конденсатора (он может получить заряд до того, как включится). Это обеспечивает плавный запуск микроволновой печи.

Силовая схема этой печи от Самсунг проста для тех, кто в этом разбирается. Главное различие в СВЧ-печах – электронные блоки, с разной конструкцией и функциональными возможностями.

Устройство микроволновки

Внутри микроволновки есть несколько обязательных деталей, поэтому не лишним будет знать, какова их роль. Внутреннее строение имеет следующую конструкцию: металлическая камера, в которой происходит нагрев пищи и дверца, предотвращающая выход излучения наружу.

Чтобы продукты питания разогревались равномернее, для этого в камере предусмотрен вращающийся столик, работающий от мото-редуктора (мотора). Но есть и другие ответственные детали.

Блок управления

Блок управления

Блок управления СВЧ

Панель управления бывает:

  • механической;
  • электронной.

Блок управления поддерживает заданную мощность и выключает устройство по истечении заданного времени.

Внутри электронного блока – микроЭВМ с богатым потенциалом, поэтому в ходе производства печей ему находят другое применение. Например, встраивают часы или отрывки мелодий, которые сигнализируют об окончании работы.

Блок управления – схема, с которой напрямую взаимодействует человек. Рабочими органами выступают: кнопки, механические переключатели, регуляторы, при помощи которых выставляются параметры работы. Посредством них задается мощность, выбирается режим, программа.

Сама схема устроена по-разному. Простейшая представляет собой круговые регуляторы, один из которых – таймер. Бывает и гибридная система – с кнопками. Она, по сравнению с «механикой» более функциональна.

Все чаще встречается блок управления в виде сенсорной панели. Принципом работы она аналогична механическим кнопкам, только надежнее. Продвинутые схемы поддерживают «программирование» — настраивается мощность и время выдачи излучения.

Блок генерации СВЧ излучения

Блок генерации СВЧ излучения

Это «сердце» микроволновой печи. Выглядит элемент как вакуумная лампа, которую можно было встретить в старых кинескопных телевизорах.

Его задача – генерирование интенсивной электромагнитной волны высокой частоты. Когда электроны проходят через магнитное поле – образуется волна, длина которой бывает разной.

Блок генерации включает не единственный СВЧ-источник. Чтобы волны поступали в рабочую зону печи, в ней предусмотрены волноводы. Расположены они за слюдяной пластиной, которая «прячется» за боковой стенкой.

Системы основной и вторичной защиты

Контрольные датчики следят за тем, чтобы ключевые электронные и аппаратные части работали исправно, а не в аварийном режиме. Их функция – обеспечение безаварийной работы микроволновой печи и предотвращение опасных сбоев.

Контрольный датчик

Контрольный датчик

Чтобы защитить человека от воздействия микроволн, в СВЧ-печах есть запорный механизм, состоящих из нескольких выключателей:

  • Primary Switch;
  • Secondary Switch;
  • Door Switch;
  • Monitor Switch.

Блок, генерирующий СВЧ-излучение, начнет работать только тогда, когда замкнутся контакты первичного и вторичного выключателей (закроется дверца).

Задача дверного (door) выключателя – блокировать работу реле регулировки мощности. Устанавливается он преимущественно в технике с электронным блоком управления.

Функции микроволновки

Функции микроволновки

Разогрев пищи в СВЧ

Микроволновую печь большинство используют просто для нагрева пищи. Но эта техника способна на большее. С ее помощью можно даже готовить шашлык, курицу-гриль, выпекать картошку и так далее.

Единственное, режим «гриль» требует мощности в 1500 Вт, значит света «тянуть» печь будет немало. Да и магнетрон – блок, генерирующий излучение, не вечен.

Поэтому, чем реже пользоваться печью, тем дольше она прослужит. Сейчас редко кто полностью отказывается от традиционных плит в пользу микроволновок.

Перечь функций, доступных в СВЧ-печах и их назначение:

  • подвижный гриль. Позволяет менять угол наклона. Те, кто предпочитает курицу-гриль, выбирают печи с этой функцией;
  • конвекция. Обдув продуктов питания горячим воздухом. Как заявляют производители, эта функция предназначена для выпекания. Правда, модели печей с нею дорогие, тяжелые и громоздкие. Неудивительно, так как сзади техники ставится немаленький вентилятор, нагнетающий воздух;
  • биопокрытие. Иначе – керамическое покрытие, хотя производители именуют их по-разному. Его преимущества: стойкость, прочность, биологическая инертность (микробы не будут размножаться внутри печи, даже если долго ее не мыть). Чем дороже модель микроволновки, тем «навороченней» в ней покрытие;
  • автоприготовление. Это функция, встречающаяся в технике компании LG. Есть программы, полностью автоматизированные, предназначенные для готовки определенного блюда. К примеру, готовится каша. С этим режимом остается только выбрать вес продукта, а мощность и время зададутся автоматически;
  • размораживание. Все просто – печь работает на минимальной мощности, необходимой для разморозки продуктов;
  • Intellowave. Система, позволяющая равномерно прогреть еду, например, большой кусок мяса. Встроенные датчики «наблюдают» за отдельными участками продукта, определяя температуру поверхности и регулируя мощность;
  • подача пара. Дополнительная возможность, предотвращающая пересушивание пищи в ходе приготовления;
  • проветривание рабочей камеры. Полезно, если хочется, чтобы новое блюдо не пропиталось оставшимися запахами.

Это основные функции, но они постоянно дополняются новыми.

Что такое магнетрон

Магнетрон в микроволновке – это элемент, генерирующий высокочастотное излучение в рабочей камере. Излучаемые электромагнитные волны воздействуют на молекулы, содержащиеся в пище, из-за чего она разогревается. То есть для подогрева не требуется внешнее тепловое воздействие.

Именно по этой причине температура в микроволновках не превышает отметку в +100 градусов Цельсия. Магнетрон – основная деталь, которая иногда выходит из строя. Ее можно заменить на новую, но для этого учитывается полная совместимость по мощности, частоте, расположению клемм.

Принцип работы магнетрона

Микроволновая печь работает так: она преобразует электроэнергию в высокочастотное электромагнитное излучение. В результате, молекулы воды, содержащиеся в пище, начинают «двигаться», что приводит к разогреву. Устройство, генерирующее микроволны, называется магнетроном.

Принцип работы магнетрона

Магнетрон СВЧ

Нередко магнетрон сравнивают с электровакуумным диодом, который работает за счет явления термоэлектронной эмиссии. Явление образуется, если нагревается поверхность катода или эмиттера.

Высокая температура «вынуждает» активные электроны покинуть поверхность. Но для этого на анод должно подаваться напряжение.

Образуемое электрическое поле приводит электроды в движение, которые по силовым линиям направляются к аноду. Электрон, оказавшийся в области магнитного поля, меняет свою траекторию.

Анод магнетрона выполнен в форме цилиндра с полостями. Внутри него расположен катод с нитью накаливания. По краям анода находятся кольцевые магниты, образуемые магнитное поле. Из-за них электроны не способны напрямую двигаться от катода к аноду.

Их траектория нарушается, и они начинают вращаться вокруг катода. Электроны, проходящие около резонаторов, отдают им часть собственной энергии (взаимозаменяемость). В результате в полости образуется мощное сверхвысокочастотное поле, выводимое наружу посредством проволочной петли.

Магнетрон «запускается», когда на анод подается высокое напряжение – 3000 – 4000 В. По этой причине в бытовых электросетях магнетрон должен подключаться через высоковольтный трансформатор.

Устройство магнетрона

Магнетрон – элемент, ответственный за генерацию высокочастотных колебаний. Есть устройства с похожим принципом действия – клистроны и платинотроны, но они не получили должного распространения.

Магнетрон

Впервые магнетрон задействовали в СВЧ-печи в 1960 году. Сейчас используется многорезонаторный элемент. Его компоненты и их описания:

  • анод. Цилиндр из меди, состоящий из нескольких секторов. В нем есть полости-резонаторы, которые создают кольцевую систему колебаний;
  • катод. Цилиндр с нитью накаливания, расположенный в центре магнетрона. Эта часть ответственна за эмиссию электронов;
  • кольцевые магниты. Расположены на торцах печи. Они создают магнитное поле, направленное параллельно они магнетрона. Электроны движутся в том же направлении;
  • проволочная петля. Находится в резонаторе, соединяется с катодом и выводится к антенне-излучателю. Задача петли – вывод высокочастотного излучения в волновод. Оттуда оно поступает в рабочую камеру микроволновки.

У магнетронов простая конструкция, поэтому применяются они не только в микроволновых печах, но и в радиолокации.

Подключение магнетрона

Схема включения – однополупериодное выпрямление высоковольтного напряжения. Выход трансформатора работает в режиме короткого замыкания выходной обмотки (не дольше 5 минут).

Подключение магнетрона

Испорченный магнетрон нет смысла нести в ремонт – даже хорошо оснащенные мастерские этим не занимаются. Поэтому приобретают новую деталь.

Извлекая ее из микроволновки, помечают контакты разъемов, чтобы не перепутать их при переустановке. При неправильном подключении выводов магнетрон работать не будет.

С заменой справится любой, кто хоть раз держал в руках отвертку и умеет прозванивать диоды. Знания касаемо принципа работы, устройства и коэффициента полезного действия элемента не потребуются. Не всегда можно отыскать такой же магнетрон, что и был

.

Но подойдет аналогичная деталь. Мощность выбирается та же или выше, крепления и разъемы подключения должны совпадать.

Независимо от производителя, магнетроны имеют единое устройство, отличается только конструкция. Поэтому, заменяя деталь, нужно убедиться, что аналог плотно прилегает к волноводу.

Благодаря серийному изготовлению СВЧ блоков микроволновка становится простой, но полезной в условиях кухни техникой, которая в разы облегчает процедуру приготовления или разогрева пищи. Обслуживать ее легко, а конструкция не предполагает незаменимых деталей, что повышает надежность. Бытует мнение, что излучения от микроволн – вредны, но это не более чем миф.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ МИКРОВОЛНОВЫХ ПЕЧЕЙ - Ремонт СВЧ печей

Микроволновые печи с электромеханическим управлением обычно имеют стандартную электрическую схему. Отличия между различными моделями незначительны и не носят принципиального характера.





































Статьи собраны из различных открытых источников. При использовании материалов желательно поставить ссылку на сайт microwaveoven.narod.ru

Проявление дефекта Возможная причина поломки Методы устранения поломки
Печь не включается В одну розетку включено несколько вилок с мощными приборами, что вызывает перегрузку бытовой сети Отключить другие электроприборы из розетки, к той подключена печь
Нет контакта в штепсельном разъеме. Поврежден сетевой шнур Обеспечить плотный контакт между вилкой и розеткой. Проверить сопротивление всех жил сетевого шнура. Если оно отлично от нуля или меняется при изгибе шнура, его необходимо заменить
Неплотно закрыта дверца камеры Закрыть дверцу
Проявление дефекта Возможная причина поломки Методы устранения поломки

Сломан один из Для проверки микропереключателя

микропереключателей в системе необходимо отсоединить его

блокировки дверцы выводы. Проверку производить при отключенном напряжении сети. Неисправный микропереключатель требуется заменить
Плохо отрегулированы защелки в При закрытии дверцы

системе блокировки дверцы расположенные на ней защелки должны нажимать кнопки микропереключателей до появления характерного щелчка. Для их регулировки требуется отпустить винты, крепящие кронштейн с микропереключателями, и установить его в такое положение, при котором все микропереключатели срабатывают при закрытии дверцы. Поскольку после такой регулировки может измениться зазор между дверцей и камерой, по ее окончании необходимо проверить уровень наружного излучения
Вышло из строя термореле Заменить термореле
Сгорел сетевой предохранитель Заменить предохранитель
При установке времени на таймере Заменить таймер

его контакты не замыкаются
Разобрать таймер и устранить


неисправность. Вероятно,


потребуется зачистить контакты и


подогнуть одну из ламелей для


получения пружинящего контакта
Ручка таймера прокручивается на Заменить ручку

его оси
Закрепить ручку с помощью


эпоксидного клея или иным


способом
При закрытии или открытии дверцы перегорает сетевой предохранитель Не синхронизирована работа основного и страхующего микропереключателей Необходимо отрегулировать работу микропереключателей таким образом, чтобы при закрытии дверцы вначале размыкался страхующий микропереключатель, а затем замыкался основной. При открытии дверцы все должно происходить в обратной последовательности
Печь самопроизвольно отключается, и повторное ее включение возможно только по истечении нетого времени В результате перегрева отключилось термореле Если печь самопроизвольно отключилась во время работы, попробовать включить ее через 15–20 минут после отключения. В случае удачной попытки выяснить, отчего произошел перегрев. Это может быть длительная работа на максимальной мощности, высокая температура окружающей среды, отсутствие вентиляции воздуха и т.д.
Не освещается камера Перегорела лампа накаливания Заменить лампу
Не открывается дверца камеры Сломана нижняя защелка дверцы Снять кожух и отжать верхнюю защелку. Новую защелку можно изготовить самому, к примеру, из органического стекла. Чтобы снять сломанную защелку нужно предварительно вынуть пластмассовый вкладыш с внутренней стороны дверцы
Сломан механизм отпирания дверцы Починить сломанный механизм
При работе печи чувствуется запах гари, не связанный с продуктом Из-за включения печи при пониженной нагрузке произошел пробой диэлектрика, отделяющего камеру от волновода Заменить пробитую деталь. Для изготовления новой детали необходимо использовать материалы с низким коэффициентом диэлектрических потерь (см, табл. 1.1)
Снять пробитую деталь и зачистить обгоревшие места
Произошел пробой проходного конденсатора в магнетроне Заменить проходные конденсаторы


Возможно включение магнетрона без проходных конденсаторов, если при этом уровень наружного излучения не превышает допустимых пределов. Для этого нужно снять крышку с фильтра магнетрона, удалить пробитые конденсаторы и подпаять накальные выводы трансформатора к катушкам индуктивности фильтра. Провода должны быть хорошо изолированы от корпуса магнетрона
Витковое замыкание в высоковольтном трансформаторе Заменить трансформатор. Можно использовать любой трансформатор для микроволновой печи, рассчитанный на ту же мощность
Заменить вторичную обмотку трансформатора (см. раздел 2.3)
При включении нагрева перегорает сетевой предохранитель Повышенное напряжение питания в сети Заменить предохранитель. Включать печь только при номинальном напряжении 220 В±10%
Печь была включена без необходимой загрузки Заменить предохранитель. Следить, чтобы загрузка камеры была не менее 200 г влагосодержащих продуктов
Перегорел фьюз-диод Заменить фьюз-диод
Удалить фьюз-диод
Пробит высоковольтный диод Заменить диод
Пробит высоковольтный конденсатор Заменить конденсатор
Межвитковой пробой в трансформаторе Заменить трансформатор. Можно использовать любой трансформатор для микроволновой печи, рассчитанный на ту же мощность
Заменить вторичную обмотку трансформатора (см. раздел 2.3)

Дребезг контакта в цепи питания Найти и обезвредить

трансформатора. Наиболее

вероятными местами, где возможен

нестабильный контакт, являются:

реле, разъемы, таймер и

микропереключатели
Пробит проходной конденсатор на См. выше

магнетроне
Внутреннее замыкание магнетрона Заменить магнетрон. Новый


магнетрон должен соответствовать


старому по выходной мощности,


длине антенны, крепежным


отверстиям и их ориентации


относительно радиатора.
Нет нагрева Перегорел высоковольтный Некоторые печи имеют

предохранитель дополнительный предохранитель в высоковольтной цепи. Меры по его восстановлению рассмотрены в сайте 2.5.
Плохой контакт в накальной цепи Разъемы накальной обмотки должны

магнетрона быть плотно посажены на клеммы магнетрона и сниматься с усилием. Слабый разъем можно укрепить, обжав его пассатижами
Напряжение питания в сети менее Включать печь только при

200 В номинальном напряжении 220В±10%
Вышел из строя магнетрон Заменить магнетрон. Новый


магнетрон должен соответствовать


старому по выходной мощности,


длине антенны, крепежным


отверстиям и их ориентации


относительно радиатора
Сломан микропереключатель в Заменить микропереключатель

таймере, управляющий режимом

нагрева
Не включается промежуточное реле Проверить напряжение на катушке


реле. Если оно в пределах нормы,


заменить реле
Печь работает только в режиме максимальной мощности Сломан микропереключатель таймера, управляющий режимом нагрева Заменить микропереключатель

Не работает таймер Заменить таймер
Возможно залипание соответствующих контактов таймера. Для устранения поломки необходимо разобрать таймер и зачистить контакты
Работа печи сопровождается сильным гулом Витковое замыкание в высоковольтном трансформаторе См. выше
Вторичная обмотка высоковольтного трансформатора не плотно сидит на сердечнике Обычно такое встречается в старых печах российского производства. Устранить или уменьшить гул можно, вбив деревянный клинышек между катушкой высоковольтной обмотки и магнитокабелем, чтобы устранить имеющийся люфт
Перегревается корпус микроволновой печи Не работает или плохо вращается двигатель вентилятора Заменить двигатель
В большинстве случаев поломки вентилятора происходят из-за механических причин (перекос между ротором и статором, попадание грязи в зазор между ними, поломка подшипников и т.п.). Иногда достаточно разобрать и затем снова собрать вентилятор, чтобы он начал работать как новый
Лопасти вентилятора прокручиваются на валу Закрепить лопасти с помощью клея или иным образом
Печь не выключается после отработки установленного времени Сломана одна из шестерней в редукторе таймера Заменить таймер


Можно попробовать починить шестерню, как это отображено на рис. 2.10.
Слабый нагрев продукта Не работает двигатель таймера Если на двигатель таймера поступает напряжение 220 В, а он не вращается, таймер необходимо заменить
Слишком велика загрузка камеры Увеличить время рабочего цикла

Начальная температура продукта слишком низка
Мала эмиссия катода в магнетроне Заменить магнетрон
Добавить полвитка на накальной обмотке трансформатора. Иногда это на несколько лет продлевает срок службы магнетрона
Напряжение в электрической сети менее 200 В Включать печь только при номинальном напряжении 220В±10%
Очень неравномерный нагрев продукта Не вращается диссектор Обрыв пассика соединяющего диссектор с двигателем вентилятора
Не работает вентилятор (см. выше)
Не вращается поддон См. след. пункт
Не вращается поддон Обрыв обмотки двигателя Заменить двигатель
Перемотать обмотку
Сломана шестерня в редукторе двигателя Заменить двигатель
Попробовать починить шестерню, как это отображено на рис. 2.10.
Прокручивается муфта на валу двигателя Заменить муфту


Для того чтобы починить муфту, на нее прежде всего нужно надеть тонкое металлическое кольцо в том месте, где она насаживается на вал двигателя. Это предохранит ее от распирания. Затем с помощью эпоксидного клея можно закрепить ее на валу
Поддон вращается с трудом и шумом Велик вес продукта, или он неравномерно распределен на поддоне Правильно установить продукт
Продукт или посуда, в той он находится, выступает своими краями за площадь вращающегося поддона
Искрение в камере Используется посуда с металлизацией Не использовать металлической посуды или посуды с нанесенным металлическим покрытием
Пробой диэлектрического окна См. выше
Разрушение эмали на дверце камеры, в месте контакта с лицевой поверхностью Закрасить поврежденные места тонким слоем лака, краски или эмали
Загрязнение или пробой керамических держателей, фиксирующих инфракрасный излучатель гриля Очистить керамический держатель от грязи и копоти

Электрическая схема микроволновки Samsung, LG, Daewoo, Panasonic

Ремонтировать микроволновую печь трудно, не имя ни малейшего представления даже о том, какие принципиальные отличия между таким прибором и электропечью. Ведь и та, и другая техника электрическая и предназначена для приготовления пищи. Потому пара слов об устройстве СВЧ не повредит, и более детальное описание строения и схем будет кстати.

Принцип работы

И начнем с самого главного – особенностей в работе микроволновки. Какой бы ни была ее схема, принципиальные моменты в работе будут присутствовать обязательно. Электромагнитная волна, используемая для разогрева, приводит в действие молекулы воды, которые от сильного движения и трения нагревают друг друга. Микроволновая печь работает с частотой 2,4 ГГц, управляющим напряжением в 4,2 кВ, на производимом генератором электромагнитном поле в 2,1 кВ. Не зря народные умельцы делают из микроволновки удачный сварочный аппарат. А сила тока в спирали может достигать до 20 Ампер. Тем более что напряжение на второй обмотке – не менее 2 кВ.

Паспорт, в котором приводится электрическая схема микроволновки, а также ее технические данные, показывает, что работа устройства возможна лишь при напряжении сети не более 230 В. Во многом этот параметр соответствует современным эл. сетям. Постоянная частота сети – 50 ГГц. Печь потребляет мощность в 1200 Вт. Однако на приготовление и разогрев пищи уходит всего 800 Вт. Куда деваются остальные 400? Их система тратит на то, чтобы компенсировать потери трансформатора и раскачать магнетрон.

Конструктивные особенности

Здесь стоит отметить, что у большинства моделей они схожие. И если схема микроволновки Самсунг и схема микроволновки Dewoo могут отличаться, то корпуса в основном имеют схожее строение.

Кожух всех микроволновок, как правило, закрепляется несколькими саморезами. Надежность крепления обеспечивается благодаря несимметричности крепежей.

Дверца, как правило, имеет специальные уплотнители, обеспечивающие герметичность камеры. У большинства машин есть регуляторы мощности и времени. И если в обычных бюджетных моделях это просто ручные держатели, которые перемещаются по окружности в соответствии с нанесенными метками, в сенсорных и цифровых моделях – это кнопки (программные или реальные, в зависимости от типа панели управления).

Схема

Схема микроволновой печи, вне зависимости от модели, будет состоять из управляющей и исполнительной частей. Управляющая часть – это мозговой центр техники, а вот исполнительная – сердце, остановка которого приведет к поломке техники.

Управляющая часть состоит из таких элементов, как:

  1. Сенсорная или кнопочная панель, которая контролирует весь процесс и обуздывает, так сказать, волны, которые на самом деле достаточно опасные и очень мощные.
  2. Комплекс блокировок. Сюда может входить блок двери, управление мощностью, вращение диска в камере. Важно отметить, что если хотя бы в одном из перечисленных элементов есть неисправность, микроволновая печь работать не будет. Важно отметить, что схема микроволновки LG, а также модели CE282DNR печей Panasonic, а также схема микроволновки Samsung, Dawoo и т. д. обязательно имеет обозначения конструктивных частей и мест блокировки.
  3. Электромагнитные реле.
  4. Микроконтроллер.

Естественно, на расположение некоторых элементов будет влиять модель и бренд. Однако основа строения остается неизменной.

Исполнительная часть техники невозможна без:

  1. Конденсатора в запаянном кожухе.
  2. Магнетрона.
  3. Фильтра и предохранителя. Эта делать служит для гашения высокочастотные волны, проникающие в эл. сеть из трансформатора.
  4. Первичной обмотки. Важно обращать внимание на состояние обмоток в том случае, если есть желание найти неисправность самостоятельно.
  5. Вторичной обмотки.
  6. Моторедуктора.
  7. Вентилятора.
  8. Трансформатора. Также нельзя не сказать, что современные модели вместо тяжелых трансформаторов оснащаются более легкими импульсными блоками питания. Они вмещает целую цепь, которая представляется генератором излучения.
  9. Лампы подсветки.

Чтобы лучше представить себе схему микроволновки разных производителей, стоит взглянуть на фото. Однако важно хотя бы приблизительно понимать, как выглядит «вживую» каждый элемент схемы.

Это интересно:

Микроволновые микросхемы

Щелкните здесь, чтобы перейти на главную страницу упаковки

Немного истории MIC

Новинка февраля 2019 года: микроволновые интегральные схемы появились в 1970-х годах, когда микрополосковые устройства не были чем-то новым, но сначала они были наполнены дискретными компонентами. Грубое определение: микроволновые схемы, в которых используются дискретные компоненты (конденсаторы, резисторы, диоды, транзисторы ...) на основе микросхем и проводов с керамическими микрополосковыми межсоединениями.Часто обозначаемые сокращенно как MIC, они являются предшественником MMIC, что добавляет к названию слово «монолитный». Нам не нужно говорить вам, что означает монолитность, но это буквально «один камень», то есть все схемы были построены на одном чипе. Сообщается, что лидер Германии 1930-х годов, страдающий манией величия, также был «монолитным» в другом смысле этого слова.

Микросхемы

были революционными, поскольку они заменили оборудование на основе волноводов, что значительно увеличило функциональную плотность. Более подробную информацию можно найти на странице Википедии о микроволновых интегральных схемах.

Видео ниже представляет собой исторический артефакт 1974 года, но это также отличное введение в то, что представляют собой схемы микрофонов сегодня. Здесь вы увидите многоканальный приемник 4–12 ГГц, в котором используются подложки из оксида алюминия толщиной 25 мил (что кажется довольно высоким для 12 ГГц). Есть множество поставщиков, которые все еще производят усилители, микшеры, ресиверы ... используя дискретные компоненты. Во многих случаях схема MIC может иметь более высокую производительность по сравнению с ее аналогом MMIC, поскольку площадь не так важна, поэтому сети с меньшими потерями могут быть получены с использованием более толстых подложек.

Микроволновые интегральные схемы, Командование систем ВВС США, 1974 г.

Мы скоро добавим на эту страницу несколько примеров схем MIC. Между тем, посетите нашу страницу, посвященную конструкции микросхемы и проводов, где есть несколько хороших фотографий схем MIC, рядом со схемами MMIC, которые иногда называют «гибридным модулем».

,

Микроволны101 | Книги по микроволновой технике

Здесь мы предоставим обзоры некоторых из имеющихся книг, которые могут помочь вам с микроволновыми печами. Существуют сотни наименований, так что чтобы придумать лучшее, потребуется время.

Есть любимая книга по этой теме? Отправьте нам обзор книги и выиграйте карманный нож!

Мы отсортировали книги по нескольким категориям. Давайте переведем фазу «парочка» для всех, кто надеялся на более высокие стандарты письма.Значит 2, 3 или, может быть, 4. А несколько.

Бесплатные книги

Технические книги

Книги по истории

Бесплатные книги

  • Новинка мая 2020 года! У Kildal Antenna AB есть загружаемый учебник в формате PDF по проектированию антенн под названием «Основы антенной инженерии». Вы должны сообщить им свое имя и адрес электронной почты перед загрузкой, но считыватель MW101 Джек говорит нам, что оно того стоит. Он сообщает нам: «Этот учебник следует подходу интегрального уравнения к решению проблем излучения, связанных с антеннами, вместо использования вспомогательных векторных потенциальных функций для решения для полей.Книга начинается с разработки теории интегральных уравнений, за которой следует идея о том, как можно использовать дополнительные источники тока (электрические, магнитные и гюйгенсовские) для построения сложного распределения тока. В книгу включены главы о тонких проволочных и рамочных антеннах, апертурных антеннах, микрополосковых патч-антеннах, рупорных антеннах и решетках антенн. Небольшое предупреждение об этой книге заключается в том, что она довольно интенсивна в математике, поэтому читателю рекомендуется проявлять осторожность, но, на мой взгляд, математика приводит к интересному пониманию антенн и излучения в целом." Спасибо за указатели, Джек!
  • Два разных преданных читателя указали нам на Microwave and RF Design Майкла Стира. Это набор из пяти томов, который охватывает основы радиосистем, линий передачи, сетей, модулей, усилителей и генераторов. Он размещен в репозитории библиотек государственного университета Северной Каролины. Спасибо за внимание, Терри и Михал!
  • Также от нашего нового друга Михала у нас есть ссылка на репозиторий бесплатных книг с открытым исходным кодом на www.intechopen.com. Эти книги, как правило, представляют собой сборники статей по схожим темам и часто носят академический характер.
  • Наши друзья из AWR позволят вам загрузить копию книги «RF Electronics - Design and Simulation» профессора Кейта Киккерта из Университета Джеймса Кука в Австралии. Вам придется дать им свой адрес электронной почты, но давайте будем честными; вероятно, они уже есть.
  • У нас есть страница, посвященная "Мозговым волнам и смерти", роману Уилларда Рича о ранней энцефалографии.Вы можете купить печатную копию, если хотите, или бесплатно получить оцифрованную версию в Google Книгах.
  • Перейдите на нашу страницу Danmarks Tekniske Universitet (DTU) и перейдите по ссылке, чтобы загрузить две новые книги доктора Виталия Журбенко: «Пассивные микроволновые компоненты и антенны» и «Современные микроволновые схемы и системы».
  • "Электромагнитные волны и антенны" Софокла Дж. Орфанидиса можно скачать с сайта Рутгерса здесь.
  • Книга фильтров
  • MYJ доступна бесплатно в виде отсканированного PDF-файла в нашей области загрузки.Это общественное достояние, так что захватить копию не повредит!
  • Microwaves101 теперь предлагает бесплатную книгу «Микроволновая техника» Роджера Каула и Эдварда Вольфа.

Книги, за которые автору платят ... Технические

Если кто-то хочет добавить что-то к обзорам ниже или порекомендовать дополнительные книги, сообщите нам об этом.

Новинка! Измерения ВЧ и микроволн: для проектирования, проверки и контроля качества (2019)

, автор - Шив Прасад Трипати, Candlestick Consulting LLP

Перед вами совершенно новая книга по измерениям, специально предназначенная в качестве единственного источника настольной справочной информации по наиболее часто используемым параметрам измерений ВЧ / СВЧ.Взгляните и дайте нам знать, что вы думаете!

Разработка системы спутниковой связи (Wiley, 2017)

Первое издание Satellite Communications Systems Engineering (Wiley 2008) было написано для тех, кто занимается проектированием и производительностью систем спутниковой связи, используемых в фиксированных точках, радиовещании, мобильной связи, радионавигации, ретрансляции данных, компьютерной связи и соответствующие спутниковые приложения. Это приветственное Второе издание продолжает основную идею и дополняет публикацию последней обновленной информацией и новыми технологиями, разработанными с момента публикации первого издания.

Фазированные решетки для радиоастрономии, дистанционного зондирования и спутниковой связи
Карл Варник, Роб Мааскант, Марианна Ивашина, Дэвид Дэвидсон и Брайан Джеффс

Эта книга вышла в 2018 году издательством Cambridge University Press и включает в себя некоторые из последних достижений в методах анализа фазированных решеток, в том числе множество примеров анализа с использованием современных вычислительных электромагнитных инструментов. Он в первую очередь ориентирован на объединение широкого круга дисциплин, которые инвестировали в радиоастрономические исследования на протяжении многих лет, и формирование единого подхода к исследованиям с фазированными решетками.Как говорят авторы в своем предисловии: «Наша цель состоит в том, чтобы собрать в одном месте последние достижения математической основы для анализа фазированных решеток и создать книгу, теоретическое рассмотрение которой отражает современное состояние академической литературы и науки. эквивалентна задаче проектирования антенных решеток для приложений с высокими требованиями к характеристикам ". Есть много ссылок для тех, кто хочет исследовать темы дальше, и даже некоторые проблемы в конце каждой главы для тех, кто хочет использовать ее в качестве учебника.

От неизвестного редактора: Если вы хотите глубоко погрузиться в теорию фазированных решеток, математику, лежащую в ее основе, и то, как использовать вычислительную электромагнетизм для моделирования отклика, эта книга дает подробное рассмотрение всего этого. Это хорошо организованный учебник, содержащий сотни ссылок, в отличие от некоторых книг, которые представляют собой просто собрание опубликованных статей. Здесь вы не найдете мультфильмов или фотографий из отпусков, как от других авторов. Как следует из названия, он в основном ориентирован на приемные решетки для астрономии и дистанционного зондирования, поэтому не ожидайте длительного рассмотрения передатчиков, радаров или военного оборудования.Оборудование рассматривается как черные ящики, это не инструкция по созданию фазированной решетки. Это отличный учебник для проектировщиков антенных систем.

Безотражательные фильтры Мэтта Моргана

Мэтт - изобретатель нового класса фильтров, в которых энергия за пределами полосы пропускания поглощается, а не отражается обратно. Это решает давнюю проблему конструкции приемника ... помните, когда вы пытались каскадировать два фильтра и получить вдвое больше отклонений, и в итоге получили большой беспорядок? Вы можете попробовать безотражательные фильтры на этой странице Microwaves101.

Если вы просто поищете Мэтта Моргана на Amazon, вы увидите, что он тоже фигурка.

Микроволновая спектроскопия Чарльза Таунса и Артура Шавлова

Вот книга Чарльза Таунса, нашего последнего члена Зала славы и еще одного лауреата Нобелевской премии, Артура Шавлоу. Нужна дополнительная информация? Посетите нашу новую страницу о мазерах в энциклопедии MW101.

Основы заземления ВЧ и СВЧ сигналов Эрика Хольцмана

Возможно, нет такого простого, но чреватого опасностями предмета, как радиочастотное заземление.Вот отличный ресурс по теме Эрика Хольцмана. Просто ради удовольствия вы также можете прочитать Оду Greentape, слова предупреждения инженеров по упаковке LTCC.

ВЧ- и СВЧ-связанные схемы от R.K. Mongia, I.J. Бахл, П. Бхарта и Дж. Хонг

Впервые опубликованная в 1999 г. и обновленная в 2007 г., эта книга предоставляет практически все необходимое для проектирования связанных структур и фильтров связанных линий. Темы включают в себя ответвители прямой и обратной волны, неоднородные ответвители, усовершенствованные микрополосковые ответвители, тандемные ответвители, встречно-штыревые конденсаторы, спиральные индукторы, симметрирующие устройства и многое, многое другое.Мы использовали его на Microwaves101 для создания трехсекционных симметричных ответвителей.

Дизайн СВЧ-циркулятора, второе издание, Дуглас К. Линкхарт
Ферритовые циркуляторы

- это технология каменного века, которой нет замены в современном мире твердотельных двигателей: они все еще нужны вам! Изолятор делает для RF, что диод делает для DC ...

В этой книге представлены теория, информация и процедуры проектирования, позволяющие инженерам и техникам успешно создавать циркуляционные насосы. Даже менеджеры могут узнать, как настроить циркулятор; в главе 2 вы узнаете об их различных типах, а также о том, что возможно, а что нет.

Современный дизайн антенны (2-е изд.) Томаса А. Миллигана

Вот отзыв, который выиграл Яри из Исследовательского центра сил обороны Финляндии за столь желанный нож Microwaves101. Дайте нам время, чтобы связать его с Amazon, прежде чем вы его купите! Мы слышали от других людей, что книга Миллигана хорошая.

Исключительная книга по конструкции антенн. Он очень ориентирован на дизайн, легко читается и не содержит длинных производных чего-либо - то, что мы, разработчики антенн, в любом случае пропустили бы.Книга посвящена основам теории (конечно), основам численных методов, решеткам и их синтезу, всем основным типам излучателей и фазированным решеткам. На мой взгляд, в книгу включена только актуальная информация для практических дизайнерских работ, чтобы не сбивать вас с толку или утомлять чтение. Вот почему мне это нравится. Я много использовал эту книгу и нашел ее исключительно полезной.

Еще один отличный справочник, кстати, для практического антенного инженера - "Antenna Engineering Handbook" (Р.К. Джонсон), который представляет собой новую версию легендарной книги Генри Джасика.

Спасибо, Яри!

Широкополосные микрополосковые антенны от Гириша Кумара и К.П. Луч

Вот книга о микрополосковых антеннах и многих способах увеличения пропускной способности. Нам было легко понять даже неантенные типы.

Расширенная электронная упаковка от Ричарда Ульриха и Уильяма Брауна

Эта книга написана группой профессоров Университета Арканзаса.Он напичкан полезной информацией о свойствах материалов, и хотя он не касается конкретно упаковки для микроволновой печи, в нем есть много хороших вещей для микроволновки!

Микроволновые трубки от A.S. Гилмор

Это наша новая любимая книга. Microwave Tubes от A.S. Книга «Гилмор» была опубликована в 1986 году, так что она не нова, но это одна из лучших написанных нами книг о микроволновых печах. Он включает в себя некоторую великую историю микроволновой печи, включая лакомые кусочки о братьях Вариан, Компфнер, Пирс, Бут и Рэндалл.Он также описывает математику того, почему 50 Ом было выбрано в далеком прошлом. Это обязательная книга, если вы хотите узнать больше о лампах.

Микроволновые фильтры, согласованные по импедансу сети и соединительные структуры от Matthaei, Young и Jones


Если вы серьезно относитесь к разработке микроволновых фильтров, вам необходимо взять копию Microwave Filters, Impedance-Matching Networks, and Coupling Structures , которая все еще находится в печати более чем через четыре десятилетия после того, как была впервые опубликован.Нам так нравится эта книга, что мы поместили MY&J в Зал славы микроволновой печи! Помните, что Matthaei рифмуется с паштетом. Обновление , сентябрь 2012 г .: эта книга доступна бесплатно в виде отсканированного PDF-файла в нашей области загрузки. Это общественное достояние, так что захватить копию не повредит! С другой стороны, если вы предпочитаете бумагу пикселям, вы все равно можете найти копии на таких сайтах, как Amazon:

Поваренная книга по проектированию ВЧ- и СВЧ-схем, автор Стивен Маас
Книга

Стивена Мааса о микроволновых миксерах - отличный ресурс по этой теме, а его Cookbook действительно поможет вам приготовить еду.

Радиолокационные книги

Если вас интересует радар, у нас есть две рекомендации. Руководство Merrill Skolnik Introduction to Radar Systems является хорошим справочным материалом, а Джордж Стимсон сделал радар понятным даже для нетехнических людей в Introduction to Airborne Radar .

Техника СВЧ

Самая востребованная книга для студентов, изучающих микроволновую печь, - это книга Дэвида М. Позара Microwave Engineering , изданная в 1996 году, но у него есть еще две книги.Предупреждение: в этих книгах формулы выводятся с помощью исчисления, которое, как известно, вызывает сон у бэби-бумеров! Pozar теперь в Зале славы Microwaves101!

Практическое проектирование радиочастотных схем для современных беспроводных систем от Less Besser

Серия из двух книг Ле Бессера называется Практическое проектирование ВЧ-схем для современных беспроводных систем . Вы даже можете получить первый том в виде цифровой загрузки, хотя здесь, на Microwaves101, мы предпочитаем печатную копию.И то, и другое - отличные книги.

Схема полосковой линии
, дизайн Harlan Howe

Книга Харлана Хоу по конструированию полосковых цепей, впервые опубликованная в 1974 году, немного длинна, но должна быть на книжной полке каждого инженера по полоскам.

Компланарные волноводные схемы, компоненты и системы от Рейни Н. Саймонс

Великолепная книга по копланарным волноводам - ​​ Coplanar Waveguide Circuits Components & Systems от Rainee N.Simons.

Приемники связи
: принципы и конструкция Ульриха Л. Роде и T.T.N. Бухер

Приемники связи: принципы и конструкция Ульриха Л. Роде и T.T.N. Bucher - хороший справочник по приемникам.

Теория микроволнового излучения и приложения Стивена Ф. Адама

Стивен Ф. Адам написал эту книгу при спонсорской поддержке Hewlett Packard в 1969 году. Она имеет историческую ценность, поскольку в ней объясняются щелевые линии и волномеры, но она также является отличной книгой для практических экспериментаторов микроволнового излучения.

Компьютерное проектирование микроволновых схем, разработанное Гуптой, Гаргом и Чадхой

Вот еще одно старое, но полезное: компьютерное проектирование микроволновых цепей полно полезных формул для всевозможных структур линий передачи.

Микроволновая техника: пассивные схемы Питера Рицци

Недавно мы начали ссылаться на эту книгу Питера Рицци, и нам она очень нравится из-за основной теории. Купите и положите рядом с книгой Позара.Часто, если вы не находите то, что ищете, в одном, это в другом. Эти профессора из Массачусетса умеют писать!

Книги о Finlines

Профессор Бхарати Бхат был одним из главных исследователей в создании теории и применения линии плавников. Она также недавно пополнила наш Зал славы!

Книги, за которые автору платят ... История

Новое в ноябре 2016 года: мы только что добавили Чарльза Таунса в наш Зал славы, но мы не можем отдать ему должное в таких коротких словах.К счастью, вы можете больше узнать об этом человеке и его работе в этих книгах!

Человек высокой верности: Эдвин Ховард Армстронг, биография Лоуренса Лессинга

Впервые опубликованный в 1956 году, это окончательный труд о жизни Эдвина Ховарда Армстронга. Распечатано, но доступно в мягкой обложке. Армстронг изобрел усилитель с обратной связью, супергет-приемник и FM-радио. Ради этих достижений RCA в значительной степени пытался разрушить свою жизнь.

Парк смокингов: магнат с Уолл-стрит и секретный дворец науки, изменивший ход Второй мировой войны, Дженнет Конант

Это единственная книга о жизни Альфреда Ли Лумиса, впервые опубликованная в 2003 году.За счет денег с Уолл-стрит, которые он держал наличными во время краха 1929 года, Лумис создал невероятную частную лабораторию для исследований по таким темам, как радар, ультразвук, ЭЭГ и ядерная энергия, и установил тесные связи со многими ведущими учеными того времени. Он лично изобрел ЛОРАН, который до сих пор используется для удержания самолета на курсе. Он был основателем Rad Lab и часто вкладывал свои деньги, когда правительство терпело неудачу. Он участвовал в научных играх не ради признания имени или денег, а только ради блага человечества.

Парни из метро Нормана Х. Понд

Эта книга об истории электронных ламп с акцентом на разновидности мощных микроволн, в те времена, когда компании управлялись инженерами, которые много работали, рисковали и не терпели дураков. Вы узнаете о происхождении магнетрона, лампы бегущей волны, карцинотрона, убитрона, клистрона, генератора обратной волны и многом другом. Также много говорится об истории микроволновой печи.Есть истории компаний Raytheon, Varian, Litton, Sperry, GE, RCA, Sylvania, AT&T, Federal Telegraph (ITT), Westinghouse, e2v, Eimac, Bomac, Hughes, Microwave Associates, Huggins, Watkins Johnson, Roger White Electron Devices, SFD. , Teledyne, Northrop Grumman, MLI, Star Microwave, M-Square Microteck, а также азиатские и европейские ламповые компании, это почти посрамляет нашу страницу «где они сейчас»! Вы узнаете, что братья Вариан были практически коммунистами, их первоначальной целью было создать коммуну с работающей фермой, где инженеры могли бы выращивать свои овощи и кур.Однажды из-за утечки воды в Varian "подделки" из поролона уплыли от компании через улицу ... эта книга - твердое золото для любителей микроволновки во всем мире!

Удар грома, Эрик Ларсон

Thunderstuck - это полностью занимательная история, которая предоставляет информацию о том, как Гульельмо Маркони прошел путь от лудильщика / мечтателя (или, может быть, одержимого чокнутого) и основал компанию Marconi, которая вскоре стала доминировать в беспроводной телеграфии. Вы узнаете о массивных парогенераторах на пиковом топливе, питающих передатчики с искровым разрядником, и приемниках-когерерах, которые теперь находятся в удивительной компостной куче микроволновой техники.В книге также рассказывается, как печально известный убийца был задержан на трансатлантическом океанском лайнере. Радиопередача с корабля на Скотланд-Ярд была перехвачена журналистами, которые сочинили эту историю, в то время как никто на корабле, кроме капитана и радиста, не знал, что происходит.

Пожар в животе: создание ведущей в мире высокотехнологичной компании с нуля в неспокойные времена Джерри Д. Нил и Джерри Бледсо

Название этой книги заставило нас купить ее, просто чтобы посмеяться над ней.Ребята из RF Micro (и все мы) выглядят слишком сытыми, чтобы иметь «огонь в животе», как Дубы собирали урожай в Калифорнии во время Великой депрессии. Смутные времена? Как французская революция? Разве RF Micro не возникла просто потому, что в нужный момент у них была правильная идея?

Книга не разочаровала, но в противоположном смысле по той причине, по которой мы ее купили. Это отличное чтение!

Это история о том, как заядлый дальновидный инженер (Билл Пратт), опытный мастер и тестировщик (Пауэлл Сеймур), а также фанат NASCAR и маркетолог (Джерри Нил) уволились из Analog Devices после разработки " РФ вещи », в которых компания не видела рыночного потенциала.Основав RF Micro Devices в 1991 году, их первоначальная рыночная игра заключалась в том, чтобы стать источником без фабрики усилителей для рынка мобильных телефонов, обрабатывая трехдюймовые GaAs HBT пластины на TRW в Калифорнии. Работая по 16 часов в день без оплаты в первый год, основатели не могли бы быть более воодушевленными, если бы они были Бр'эром Кроликом на его грядке из шиповника. После того, как были решены некоторые катастрофические проблемы с надежностью, они за несколько коротких лет затопили мощности фабрики TRW и построили самый большой в мире кампус GaAs-фабрики в своем родном городе Гринсборо, Северная Каролина.«Огонь в животе» относится к потребности Джерри в рулонах Tums, в то же время поддерживая поток денежных средств инвесторов в годы стартапа. Мы купили подержанный экземпляр книги, и он пришел с его автографом!

Не так уж много предприятий переходит от гаражного магазина до 1 миллиарда долларов за десять лет, но RFMD это удалось. Их успех напоминает нам об эмпирическом правиле:

thumbs up! Когда инженеры решают оставить комфортную работу и основать новую компанию, они никогда не должны пытаться сделать это без действительно хорошего маркетолога.Инженеры часто думают, что это просто «сделай это, и клиенты придут», но это не так!

Теперь давайте посмотрим на основную культуру Северной Каролины на Youtube (извините, Джерри Нил, мы не смогли устоять!)

Империя воздуха Тома Льюиса

Empire of the Air - отличная книга, если вас интересует история радио. Узнайте, как Де Форест, Сарнофф и Армстронг превратили радио из простого любопытства в потребительский продукт.Де Форест и Армстронг в нашем Зале славы микроволновых печей!

,

Микроволны101 | Базовая теория сети

Чтобы понять концепции на многих наших страницах, на веб-сайте Microwaves101 почти повсеместно используются базовые термины, которые необходимо четко определить и понять. Характеристики и работа большинства микроволновых объектов обычно описываются с использованием сетевых параметров, определенных измерениями или теорией, либо обоими способами. Это интерактивный указатель, который предоставляет вам подробную информацию о том, как определяются параметры сети и свойства, связанные с микроволновыми сетями.

Щелкните здесь, чтобы перейти на нашу главную страницу с основными наборами сетевых параметров, включая определения и взаимосвязи между
S-параметрами, Z-параметрами, Y-параметрами, параметрами ABCD и T-параметрами.

Щелкните здесь, чтобы глубже погрузиться в S-параметры.

Сравнение пассивных и активных устройств

Односторонние и неодносторонние устройства

Взаимные и невзаимные устройства

Изотропия (отдельная страница)

Сети без потерь

Согласованные сети

Особые свойства трехпортовых сетей

Дисперсия (отдельная страница)

Пассивные устройства в сравнении с активными устройствами

Пассивное устройство не содержит источника, который мог бы добавить энергию к вашему сигналу, поэтому выходная мощность на портах меньше или равна мощности, подаваемой на порты.Первый закон термодинамики, сохранение энергии, подразумевает, что пассивное устройство не может колебаться. Активное устройство , - это устройство, в котором внешний источник энергии так или иначе влияет на величину одного или нескольких ответов.

Важными характеристиками пассивной сети являются:

  • независимо от того, является ли он взаимным или невзаимным
  • с потерями или без потерь

Односторонние и неодносторонние устройства

Когда мы говорим об односторонних устройствах, мы обычно подразумеваем идеальные усилители или другие активные устройства.Двухпортовые S-параметры почти всегда используют соглашение, согласно которому передача мощности S21 идет в прямом направлении (от входа к выходу, направление усиления), а S12 - направление обратной изоляции. Одностороннее устройство имеет свойство S12 = 0. На практике это невозможно получить точно, но в некоторых случаях это можно использовать как приближение, что, несомненно, упрощает анализ сети.

Свойства взаимных и невзаимных сетей

Взаимная сеть - это сеть, в которой передача сигнала между любыми двумя портами не зависит от направления распространения - входные и выходные порты взаимозаменяемы (параметр рассеяния S21 = S12, S13 = S31 и т. Д.Сеть известна как обратная, если она пассивна и содержит только изотропных материалов . Примеры взаимных сетей включают кабели и стандартные линии передачи, аттенюаторы и обычные пассивные делители мощности и ответвители. Два классических примера невзаимных сетей - усилители и изоляторы ВЧ. В обоих случаях параметр рассеяния S21 сильно отличается от параметра S12. Фактически, почти все активные схемы невзаимны, поскольку транзисторы по своей природе не являются взаимными устройствами.

Анизотропные материалы имеют разные электрические свойства в зависимости от направления, в котором распространяется сигнал. Одним из примеров анизотропного материала является класс материалов, известных как ферриты, из которых изготавливаются циркуляторы и изоляторы. Два классических примера невзаимных сетей - усилители и изоляторы ВЧ. В обоих случаях параметр рассеяния S21 сильно отличается от параметра S12. Фактически, почти все активные схемы невзаимны, поскольку транзисторы по своей природе не являются взаимными устройствами.

У обратной сети всегда есть симметричная матрица S-параметров. Это означает, что S21 = S12, S13 = S31 и т. Д. Все значения по диагонали от нижнего левого до верхнего правого угла должны быть равны. Двухпортовая матрица S-параметров (на одной частоте) представлена ​​как:

Basic network theory, где S21 идентичен S12.

Если вы измеряете сеть, о которой известно, что она является обратной, проверка симметрии относительно диагонали матрицы S-параметров - это одна из простых проверок, чтобы убедиться, что данные верны.Вот пример S-параметров сети, которая либо является невзаимной сетью, либо у вашего техника есть проблемы с алкоголем.

non recipSparm

Хотя данные показывают, что детали хорошо согласованы (величины S11 и S22 низкие) и низкие потери (величины S21 и S12 высокие). Величины S12 и S21 равны, так в чем проблема? Фазовые углы S12 и S21 существенно различаются. Это не может быть правдой.

Свойства сетей без потерь

Чтобы сеть работала без потерь, вся мощность (или энергия) волны, падающей в любой порт, должна быть равна сумме мощностей волн, возбуждаемых из других портов, плюс мощность отраженной волны в одном из портов. порт инцидента.В сети без потерь мощность не рассеивается, т.е. не преобразуется в тепло или излучение. Обратите внимание, что активное устройство не относится к той же категории, что и часть без потерь, поскольку мощность добавляется в сеть через внешний источник питания через его соединения смещения.

В матрице S-параметров сети без потерь сумма квадратов величин любого столбца должна составлять единицу (единица - это причудливый способ сказать «единица»). Если сумма квадратов любого из столбцов меньше единицы, значит, в сети есть элемент с потерями или что-то излучает.

Почему мы смотрим на сумму квадратов, а не на сумму самих элементов? Поскольку S-параметры представляют собой отношения между амплитудами волн и амплитудами волн, которые определяются таким образом, что квадрат их величин равен мощности, переносимой соответствующей волной. Следовательно, при поиске баланса мощности мы должны использовать квадрат амплитуд волн и, следовательно, квадрат величин S-параметра

.

Угадайте, что? Вы никогда не сможете создать сеть без потерь.Но вы можете подойти очень близко, особенно со всеми металлическими волноводными конструкциями. Как свойство суммы квадратов равной единице сетей без потерь делает вашу жизнь лучше? Вы можете использовать его как проверку, чтобы убедиться, что данные не соответствуют действительности. Если ваша бабушка передает вам S-параметры двухпортового тестового прибора (который, безусловно, является пассивной структурой), и он выглядит так, вы можете попросить ее повторно измерить их после того, как она проверит калибровку:

Basic network theory

"Тест", который он не прошел, - это 0.2 = 1,13, что больше единицы (1,00). Видимо у этого двухпортового устройства есть прирост. Если бы это было действительно так, вы могли бы подать патент и стать баснословно богатым. Но это не так, так что перестаньте мечтать и разберитесь с проблемой измерения. Хорошее место для начала - проверить ваши испытательные кабели на непрочность.

Свойства согласованных сетей

Согласованная сеть - это сеть, в которой все порты согласованы с их соответствующим импедансом порта. в большинстве случаев общий опорный импеданс составляет 50 Ом (Z 0 ) (мы предположим это в дальнейшем).Согласитесь, желаемое качество. Глядя на матрицу рассеяния, это означает, что все основные диагональные элементы сверху слева направо снизу равны нулю. Нужно добавить цифру

Если сеть согласована с сопротивлением 50 Ом, ее коэффициенты отражения имеют нулевую величину. Это означает, что мы находимся в центре диаграммы Смита, в центре (Z 0 ).

Если посмотреть выражение для коэффициента отражения гамма:

гамма = (Z-Z 0 ) / (Z + Z 0 ), когда гамма (которая в данном случае может быть S11, S22 и т. Д.)) равно нулю, следовательно, Z = Z 0 .

Особое свойство трехпортовой сети

Математика, лежащая в основе теории трехпортовых схем, таких как определенные ответвители и разветвители, не так уж сложна и имеет определенную элегантность, как доказательство теоремы Пифагора. Для тех из вас, кто любит хорошие выводы из матричной алгебры, мы отсылаем вас к книге Позара Microwave Engineering , которую вы можете найти на нашей странице рекомендаций.

Мы собираемся пропустить математику и сделать вывод: трехпортовая сеть не может быть взаимной, без потерь и согласованной - и все это одновременно. У вас может быть только два из этих свойств одновременно.

Взаимные трехпортовые соединения характеризуются тем, что изменение условий в терминале в одном порту влияет на условия в других портах. Этот эффект особенно заметен, когда переход не имеет диссипации (без потерь). Причина в том, что установка согласующей сети на одном порте изменяет характеристики импеданса на двух других портах.Отсутствие изоляции между портами может ограничить полезность трехпортовых соединений, особенно при мониторинге мощности, объединении и разделении приложений.

Если трехпортовый без потерь и не содержит анизотропных материалов, то он должен быть взаимным. Но он не может одновременно согласовать все три порта на 50 Ом. Это облом что ли? На самом деле, нет. Это причина наличия изолирующего резистора в разветвителе мощности Уилкинсона. Wilkinson является примером взаимно согласованной трехпортовой сети.Потери только между портами 2 и 3, что не влияет на его эффективность в качестве объединителя или разветвителя. Резистор изолирует выходные плечи, но не рассеивает мощность при правильной эксплуатации (подается на порт 1 или подается на порты 2 и 3 с равными амплитудами и нулевой разностью фаз).

Трехпортовые делители мощности без потерь

, называемые сетями реактивного сумматора, также используются в микроволновых схемах. Иногда они используются в качестве делителей и сумматоров мощности, когда импеданс общей ветви может отличаться от импеданса разделенных ветвей, а изоляция между разделенными ветвями не важна.

,

Микроволны101 | Основные понятия

Предупреждение: информация, содержащаяся ниже, может превратить вас в старого доброго мальчика из микроволновки! Пожалуйста, ознакомьтесь с нашей подборкой практических правил использования микроволновой печи на отдельной странице. Посетите нашу страницу с рекомендациями по книгам, а также страницу о колледже, чтобы получить дальнейшее образование в удивительной области микроволновой техники.

Вот несколько быстрых ссылок на содержимое этой и других страниц с базовой информацией о микроволновом оборудовании:

Что делает микроволнового инженера?

А как насчет аутсорсинга?

Микроволновая промышленность

Системы отопления (отдельная страница)

Приложения дистанционного зондирования и противодействия (например, радар)

Коммуникационные приложения

Атмосферное ослабление

Медицинские приложения (отдельная страница)

Направленное энергетическое оружие - пятое приложение?

Освещение

RF - применение шести?

Микроволновая спектроскопия - седьмое применение? (отдельная страница)

Сравнение военных и коммерческих приложений

IEEE Microwave Theory and Techniques Society (отдельная страница)

Спектр СВЧ

Буквенные диапазоны частот

Какая частота? (отдельная страница)

Преобразование частоты

Пропускная способность

Линии передачи и волновое сопротивление

Волновое сопротивление (отдельная страница)

Почему пятьдесят Ом? (отдельная страница!)

Импеданс свободного пространства

Согласование импеданса

Диэлектрическая и эффективная диэлектрическая проницаемость

Как думать в дБ (отдельная страница)

Использование греческих букв в микроволновой технике (отдельная страница)

Сосредоточенные элементы в сравнении с распределенными элементами

КСВН и обратные потери

Диаграмма Смита (отдельная страница)

Глубина кожи (отдельная страница)

S-параметры (отдельная страница)

Волновод (отдельная страница)

Что делает микроволнового инженера?

Прежде всего, давайте напомним всем, что микроволновая электроника по большому счету - это аналоговая наука , в отличие от большинства других электротехнических устройств, которые в основном перешли на в цифровую .Мы думаем об аналоговом как о реальной жизни, а о цифровом - как о «реалити-шоу» электроники. Никто на самом деле не слушает цифровую музыку и не видит цифровое телевидение, ваши чувства аналоговые. Цифровая связь должна осуществляться с помощью аналогового радиосигнала. Аналоговая инженерия никогда не исчезнет.

Если бы нам пришлось резюмировать, что отличает микроволнового инженера от «нормального» инженера-электрика, мы бы сказали, что для того, чтобы подружиться с компьютерными фанатами, необходимо знание нескольких простых концепций. Это S-параметры, диаграмма Смита, децибелы, линии передачи (включая волновод, который на самом деле не является линией передачи, но выполняет ту же функцию) и глубина скин-слоя.Обратите внимание, что мы не упомянули антенны, потому что считаем это почти отдельной темой от микроволновой техники! Забавно то, что вы можете быть экспертом по всем этим вопросам без какой-либо продвинутой математики или даже без высшего образования, но без высшего образования будет сложно получить работу инженера в этой отрасли. Вот отличный список колледжей, которые предлагают образование в области микроволновой техники!

Вы узнаете обо всех этих и многом другом, начиная с этой страницы.К счастью, существует огромное количество программного обеспечения для анализа электронного проектирования, которое делает всю тяжелую работу за вас.

Вот вам совет от Microwaves101: если вы хотите добиться успеха в этой области (или в любой другой), самое главное - любить свою работу. Ничто не превосходит энтузиазм, даже большие мозги. Если вам не интересны микроволновые печи, займитесь чем-нибудь другим. Если вам не интересна какая-либо работа, и вам все равно, что о вас думают люди, станьте инвестиционным банкиром и живите за счет тяжелого труда других!

Здесь, в Соединенных Штатах, профсоюзы предоставляют тысячи сотрудников, которые выполняют большую часть утомительной работы, в которой инженеры не справятся (и выполняют ее с энтузиазмом ), и мы благодарим их за их ежедневный вклад и желаем им удачи в следующем. коллективные переговоры (если это слово!) Относитесь к ним с уважением, и они будут к вам милы.Спасибо Лайлу за то, что напомнил нам о профсоюзном лейбле!

Ищите ярлык Союза!

А как насчет аутсорсинга?

Повлияет ли аутсорсинг в развивающиеся страны на микроволновую промышленность США, как на ИТ-отрасль? Мы так не думаем по двум причинам. Огромная часть микроволновой промышленности связана с оборонными работами и инфраструктурой (мозговые башни). Аутсорсинг имеет такой же смысл, как и аутсорсинг местной пожарной охраны.

Вторая причина, по которой микроволновая инженерия является хорошей областью для изучения студентами американских колледжей, заключается в том, что производство сложного оборудования требует гораздо более высоких вложений, чем обслуживание центра обработки вызовов: начальные проблемы с качеством могут ограничить всемирный микроволновый бизнес развивающихся стран, даже если они может предложить более низкие цены. Ниже приведено изображение простого гаечного ключа «Питтсбург Фордж», произведенного в Индии и проданного в Соединенных Штатах. Один удар кулаком с таким оборудованием вернет потребителя обратно к инструментам Craftsman (сделанные в Америке).С другой стороны, появление в развивающихся странах микроволнового оборудования, которым они могут гордиться, - это всего лишь вопрос времени. Когда мы очнемся от нынешней рецессии, можно с уверенностью сказать, что многие предприятия по производству сложных полупроводников в Соединенных Штатах исчезнут, а Азия агрессивно заберет значительную часть этой части микроволновой промышленности. А в недалеком будущем вы, возможно, будете водить Tata!

Микроволновая промышленность

Компоненты и системы микроволн - это индустрия с многомиллиардным оборотом в 10 миллиардов долларов, как вам нечеткие данные? Сообщество дизайнеров невелико, возможно, всего от 50 000 до 100 000 человек в США считают себя специалистами в области микроволнового излучения (эта оценка основана на наблюдаемой посещаемости ежегодного симпозиума IEEE IMS с учетом того, сколько из нас должны оставаться дома и заниматься реальными делами). работай).

Каковы «большая тройка» применения микроволн в повседневной жизни?

  • Отопление
  • Дистанционное зондирование и противодействие
  • Связь

Отопление

Вот страница об использовании микроволновой печи для нагрева.

Приложения дистанционного зондирования и противодействия

Самыми известными системами дистанционного зондирования являются радары (радионаправления и определения дальности), которые используют передатчик для освещения объекта и приемник для определения его положения или скорости (или того и другого).

Другой класс дистанционного зондирования - радиометрия. Радиометрические системы не нуждаются в передатчике, они просто собирают естественную электромагнитную энергию и обрабатывают ее для формирования изображений. Радиометрические приемники терагерцового диапазона скоро будут использоваться в качестве систем безопасности в аэропортах, при условии, что ACLU позволит охранникам увидеть всех нас обнаженными. Еще один отличный пример дистанционного зондирования - это новое изображение "Т-лучи", которое делается на терагерцовых частотах такими компаниями, как Teraview.

Радиоастрономия использует огромные тарелки для захвата невероятно слабых радиочастотных сигналов из космоса, чтобы восстановить происхождение Вселенной, начиная с Большого взрыва. Теперь у нас есть страничка по этой теме!

Давайте объединим системы глобального позиционирования с дистанционным зондированием, потому что устройство GPS «определяет», где оно находится.

Меры противодействия дистанционному зондированию включают все типы оборудования для создания помех, обычно связанного с военным применением. Заинтересованы в электронных средствах противодействия? Подумайте о том, чтобы стать Старым Вороном!

Мы также будем рассматривать RFID как использование микроволн для измерения.

Приложения связи

Системы связи включают приложения для спутниковой связи, радио, телевидения, беспроводной связи и передачи данных, а также все их комбинации. Мы займемся этим позже ... или раньше, если кто-то пришлет нам материал!

Применение в медицине

Вот страница о медицинском применении микроволн.

Пятое приложение?

Оружие направленной энергии со временем составит новую категорию микроволнового применения.Это включает в себя новый луч боли Пентагона, а также мощные микроволновые системы (HPM), которые можно использовать для поражения оружия, такого как ракеты, и даже отключения наземной техники (за исключением дизельных двигателей, у которых нет системы зажигания).

Вот отличная информация о луче боли с сайта wired.com на случай, если вы захотите узнать о его влиянии на собак, солнцезащитный крем и алкоголиков!

https://www.wired.com/2013/04/air-force-directed-energy/

https://www.wired.com/2013/05/pain-ray-dummies/

Говоря об использовании микроволн в качестве оружия, вот страница о биологических эффектах электромагнитного излучения.Расслабьтесь и наслаждайтесь приготовленным в микроволновой печи попкорном!

Шестое приложение?

ВЧ-освещение - относительно новая тема для микроволновой техники. В серной лампе используется магнетрон с частотой 2,45 ГГц для возбуждения серы, чтобы излучать приятный для глаз спектр света. Мы начали здесь страницу по этой теме.

Сравнение военных и коммерческих приложений

Мы часто разделяем микроволновые технологии на коммерческие или военные / аэрокосмические приложения. Примерно половина людей, использующих микроволновые печи, работает в коммерческих приложениях, а половина - в военных / авиакосмических отраслях.Всем известно, что люди, которые работают в военных / авиакосмических микроволновых печах, обычно более мужественны, чем их коммерческие братья.

Коммерческие приложения микроволновой технологии включают в себя интерфейс для большинства беспроводных устройств, которые вы используете каждый день, таких как сотовые телефоны, пейджеры, беспроводные локальные сети, спутниковое телевидение, радио XM и ту классную игрушку с GPS, которую вы получили в День отца. К сожалению, годы бума коммерческих микроволновых технологий, похоже, остались позади, поскольку телекоммуникационная инфраструктура была перестроена, а конкуренция привела к тому, что цены на услуги беспроводной связи оказались невыгодными.Кто знает, уловки с видеофонами и Bluetooth могут в конечном итоге принести в эту отрасль реальные деньги. Разве каждый не хочет иметь возможность купить пачку жевательной резинки в торговом автомате, нажав несколько кнопок на своем мобильном телефоне? Благодаря Nokia вы можете сделать это в Финляндии прямо сейчас! Мы не затаили дыхание, ожидая появления большого количества новых гаджетов здесь, в США, у Второй рецессии Буша есть еще несколько лет.

Военные и аэрокосмические приложения, вероятно, тратят больше средств на исследования, чем на коммерческие.Возможно, намного веселее работать в этой сфере, где стоимость часто НЕ так важна, как производительность. Как бы вы предпочли провести свою карьеру: с командой из 100 инженеров, пытающихся снизить стоимость сотового телефона за 20 долларов на один доллар за шесть недель, или с командой из четырех инженеров, проектирующих модуль радиоэлектронной борьбы стоимостью в миллион долларов за шесть лет?

Пожалуй, самые крутые программы разработки микроволнового излучения спонсируются DARPA, Управлением перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США. Вот страница с обзором некоторых из их текущих работ.

На отдельной странице обсуждаются спецификации MIL для микроволнового оборудования.

Если вы хотите работать в оборонной промышленности США, скорее всего, вашему работодателю потребуется разрешение на безопасность, выданное Агентством безопасности обороны (DSS). Это займет некоторое время (возможно, шесть месяцев), и если вы родились за пределами страны, были осуждены за преступление или объявили о банкротстве, возможно, вам лучше пересмотреть свой выбор карьеры. Хотя DSS может попросить вас подписать что-то, что позволит им использовать полиграф для проверки вашей биографии, мы никогда не слышали об этом.Они наверняка спросят вас, употребляли ли вы запрещенные наркотики, но велика вероятность, что они не заметят, как вы употребляли травку во время учебы в колледже, или оборонная промышленность потеряет 47% всех кандидатов. Их не волнует ваша сексуальная ориентация, и они не будут спрашивать о ваших религиозных предпочтениях.

Публикация результатов исследований для оборонных работ имеет дополнительное ограничение правил международной торговли оружием (ITAR).

Спектр СВЧ

Так что такое микроволновка? Есть некоторые разногласия по поводу точных пределов частоты.Мы определяем это как электромагнитную волну в диапазоне от 300 МГц до 300 ГГц в соответствии с рекомендациями Pozar's Microwave Engineering, , которые позволяют инженерам микроволнового излучения максимально широко использовать электромагнитный спектр. Ниже 300 МГц это называется очень высокой частотой ( VHF , спасибо, Крис!), Выше 300 ГГц вы попадаете в субмиллиметровый спектр. Частота терагерца означает 10 12 цикл в секунду, приближаясь к инфракрасному излучению. Хлоп!

Вот отдельная страница Microwaves101, на которой представлена ​​таблица частот, используемых различными системами, такими как полицейский радар, радио XM, автомобильный радар и т. Д.Проверьте это!

Говоря о частотах, вы часто встретите буквенные обозначения частотных диапазонов в микроволновом поле. Хотя буквенные полосы считаются устаревшими, вам следует запомнить некоторые из наиболее распространенных обозначений (например, стандарты IEEE, показанные ниже), если вы когда-нибудь захотите стать старым добрым мальчиком в микроволновой печи.

Полосы частотных букв

Эта информация перенесена на отдельную страницу!

Миллиметровые волны в сравнении с микроволнами

Следующее различие между миллиметровыми волнами и микроволнами признано почти повсеместно: частоты с длинами волн в свободном пространстве менее одного сантиметра, но более одного миллиметра называются миллиметровыми волнами.Таким образом, спектр миллиметровых волн начинается с 30 ГГц и продолжается до 300 ГГц, где длина волны в свободном пространстве меньше одного миллиметра. Добро пожаловать в диапазон субмиллиметровых волн, вы на пути к инфракрасному излучению и терагерцовым частотам.

Некоторые инженеры по СВЧ боятся миллиметровых волн, думая, что решать проблемы на более высоких частотах труднее. Это иррациональное мышление, оборудование миллиметрового диапазона не требует ничего нового, компоненты просто меньше. Давайте проиллюстрируем эту концепцию, сравнив рок-группу Kiss с миниатюрной трибьют-группой Tiny Kiss:

.

Поцелуй

Крошечный поцелуй

Да, они служат той же цели, но один меньше.Подробности есть, даже парень, который играет Хаима Вица (он же, всеми любимый участник группы Джин Симмонс), самый высокий. Понял?

Пропускная способность

Полоса пропускания - это мера того, на какой диапазон спектра может реагировать ваша микроволновая система. Полоса пропускания часто указывается в мегагерцах или гигагерцах, рассчитывается от низкой частоты F L к высокой частоте F H, полоса пропускания определяется как (F U -F L ). Пропускная способность выражается несколькими другими способами, которые мы определим здесь:

Ширина полосы по трем дБ : для сети с неидеальной частотной характеристикой (которая включает все физические сети ) ширина полосы по трем дБ - это то место, где коэффициент передачи S21 падает от своего максимального пика на три дБ.Точно так же вы можете описать сеть с помощью ее ширины полосы в два или один дБ.

Процентная полоса пропускания : для системы, которая работает от низкой частоты F L к высокой частоте F H, процентная полоса пропускания задается как 100% x (FH-F L ) / F C. F C - центральная частота, равная (F H + F L ) / 2. Обратите внимание, что по этому определению можно иметь более 100% полосы пропускания; Усилитель, работающий в диапазоне от 100 МГц до 10 ГГц, имеет полосу пропускания 200%.На этой странице есть дополнительное объяснение процентной пропускной способности.

Мгновенная полоса пропускания : это мера того, насколько широкий спектр может реагировать система без какой-либо настройки типа. По аналогии с радио, ширина полосы ПЧ в американском FM-приемнике составляет около 200 кГц, что необходимо для передачи всего спектра вещательного FM-сигнала. Демодулятор обрабатывает эту полосу пропускания, чтобы получить полосу основной полосы частот приблизительно 18 кГц. Эффект «сжатия» этой обработки приводит к превосходному соотношению сигнал / шум, присущему передаче FM.(Спасибо за исправление, Майлз!)

Настраиваемая полоса пропускания : настраиваемая полоса пропускания - это мера того, насколько широкий спектр может реагировать система, позволяя пользователю изменять настройки, такие как частота гетеродина. Для приемника настраиваемая полоса пропускания почти всегда больше, чем мгновенная полоса пропускания. AM-радио имеет настраиваемую полосу пропускания от 540 кГц до 1600 кГц или более одного МГц полосы пропускания. Это примерно в 100 раз больше мгновенной пропускной способности.

Что означает полоса пропускания октавы ? Это означает, что верхняя рабочая частота в два раза превышает нижнюю рабочую частоту, например, усилитель, который работает от 2 до 4 ГГц, имеет ширину полосы в одну октаву.Происхождение слова октава восходит к теории музыки, где октава - это интервал из восьми нот в мажорной гамме. Для справки: интервал от среднего до до высокого на фортепиано составляет октаву; высокий C в два раза выше звуковой частоты среднего C.

Устройство с октавной полосой пропускания всегда имеет пропускную способность 67% (сделайте математику для домашнего задания!)

Преобразование частоты

Фундаментальная проблема электромагнетизма состоит в том, что для излучения сигнала в свободное пространство антенна должна иметь длину волны порядка 1/10 или более.Таким образом, для передачи голоса без преобразования с повышением частоты потребуется 30-километровая антенна для сигнала 10 кГц! Таким образом, сигналы основной полосы частот должны перемещаться на несущих волнах, которые находятся на РЧ и микроволновых частотах. Смесители - это устройства, которые используются для преобразования одной частоты в другую. Повышающее преобразование означает, что вы увеличиваете частоту вашего сигнала, а понижающее преобразование означает, что вы его уменьшаете.

Частоты гармоник

Частота гармоники - это частота сигнала в 2, 3, 4 и т. Д.Почему его называют гармоническим? Потому что в музыке гармонические частоты 2X, 3X, 4X хорошо звучат вместе (они гармоничны, как Del Vikings). Частоты 2X и 4X - октавы, 3X - октава плюс идеальная квинта.

Частота субгармоники - это 1/2, 1/3, 1/4 сигнала.

Линии передачи и волновое сопротивление

Когда вы закончите изучать параграф ниже, загляните на нашу страницу характеристического импеданса!

Что такое линия передачи? Вот наше определение: это любая проводящая структура, которая поддерживает электромагнитную волну «в неволе».В большинстве линий передачи используются два провода, один из которых считается заземлением. Сюда входят коаксиальный кабель (внешний проводник заземлен), микрополосковый и полосковый. Линия передачи, в которой не используется пара проводников, является волноводной. Кстати, здесь мы говорим о линиях передачи без потерь или, по крайней мере, почти без потерь. У нас есть целая глава, посвященная линиям электропередачи, нажмите здесь, и мы вас туда перенесем.

Что такое «субстрат»? Это изоляционный материал, поддерживающий линии передачи.В микрополосковых и полосковых линиях подложка представляет собой диэлектрическую пластину, на которую нанесены и протравлены полосковые проводники и заземляющие пластины.

Когда инженеры по СВЧ говорят о «системе на 50 Ом», что это означает? Распространенное заблуждение состоит в том, что если вы поместите омметр на землю и провод коаксиального кабеля на 50 Ом, вы всегда получите 50 Ом. Это не тот случай, вот о чем мы говорим: линии передачи имеют два важных свойства, которые зависят от их геометрии, их индуктивности на единицу длины и их емкости на единицу длины.«Характеристический импеданс» системы рассчитывается из отношения этих двух:

Z = sqrt (L '/ C')

где L '- индуктивность на единицу длины, а C' - емкость на единицу длины. Обратите внимание, что более высокая индуктивность означает более высокий импеданс, а более высокая емкость - более низкий импеданс. Заметьте также, что единицы длины не имеют значения, поскольку они «потеряны в соусе». Единицы индуктивности и емкости должны быть самосогласованными, например пикогенри / фут и пикофарад / фут.

Как узнать индуктивность и емкость на единицу длины конкретной линии передачи? Какая разница, когда все это уже было рассчитано для вас около миллиона раз и существует множество программ, которые рассчитают это для вас. Вам следует позаботиться о том, какие параметры в геометрии линии передачи управляют относительной емкостью и индуктивностью на единицу длины, чтобы вы почувствовали, что контролирует импеданс.

Начнем с коаксиального кабеля.Индуктивность на единицу длины в основном связана с диаметром центрального проводника. Уменьшите этот диаметр (оставив все то же самое), и вы увеличите индуктивность. Это также увеличивает характеристический импеданс в соответствии с приведенным выше уравнением. Заполнение кабеля материалом с более высокой относительной диэлектрической проницаемостью увеличивает единичную емкость и снижает полное сопротивление линии.

Другой пример: микрополоска. Здесь единичная емкость и индуктивность неразрывно связаны друг с другом; Расширение микрополосковой линии уменьшает ее индуктивность, но увеличивает ее емкость.Следовательно, широкие линии всегда имеют меньший импеданс, чем узкие линии для данной высоты подложки. Как и в случае коаксиального кабеля, диэлектрическая проницаемость подложки имеет большое влияние на емкость; использование подложки с более высокой диэлектрической проницаемостью даст линию с более низким импедансом при прочих равных условиях. Поэтому важно не перепутать материалы Rogers Duroid, поскольку после протравливания схемы довольно сложно судить о диэлектрической проницаемости только по цвету и текстуре!

Почему пятьдесят Ом?

Теперь перенесено на отдельную страницу для более подробного обсуждения!

Импеданс свободного пространства

Точное характеристическое сопротивление свободного пространства составляет 120π Ом, что составляет приблизительно 377 Ом.Зачем? Это объясняется (или должно быть) на нашей странице характеристического импеданса.

Согласование импеданса

Согласование импеданса источника и нагрузки важно для получения максимальной мощности. Если у вас нагрузка 75 Ом, вы не хотите использовать ее с источником 50 Ом, потому что это неэффективно. Вы можете узнать больше о простой математике, лежащей в основе передачи максимальной мощности, нажав здесь.

Простое преобразование импеданса может быть выполнено с помощью четвертьволновых трансформаторов. Щелкните здесь, чтобы перейти на нашу главную страницу, посвященную трюкам с четвертью волны!

Диэлектрическая проницаемость и эффективная диэлектрическая проницаемость

«Диэлектрическая проницаемость» - это еще один способ сказать «относительная диэлектрическая проницаемость».Посетите нашу отдельную страницу о диэлектрической проницаемости для получения дополнительной информации по этому вопросу. Хотя некоторые люди используют фразу «относительная диэлектрическая проницаемость», это неверно, как если бы мы говорили «снова дежавю».

Помните, как на уроке физики вы узнали, что диэлектрическая проницаемость используется для расчета емкости конденсатора? Чем выше диэлектрическая проницаемость, тем выше емкость конденсатора. Для идеального конденсатора с параллельными пластинами емкость рассчитывается по формуле:

& RxA) / D,

, где ε 0 - диэлектрическая проницаемость свободного пространства (спасибо, Maarten!), Ε R - относительная диэлектрическая проницаемость (диэлектрическая постоянная ) материала между пластинами, A - площадь параллельных пластин, и D - расстояние между ними.Технически для того, чтобы это выражение было точным на 100%, материал, окружающий пластины, должен иметь одинаковую относительную диэлектрическую проницаемость ε R , но в большинстве случаев это вызывает лишь небольшую ошибку в расчетах. ε 0 равно 8,854x10 -12 фарад на метр (вы должны сохранить это в памяти). Чаще всего в микроволнах наиболее важна диэлектрическая проницаемость ε R .

Для электромагнитного излучения диэлектрическая проницаемость среды, в которой распространяется волна, равна ε R ε 0 .В вакууме или в сухом воздухе ε ε R равно единице, и сигнал распространяется со скоростью света. Вся электромагнитная энергия, от мощности 60 Гц, которую продает вам ваша электрическая компания, до сигналов о том, что последний спутник Марса возвращается на Землю, распространяется очень, очень быстро. В вакууме скорость света, обозначаемая в учебниках буквой «c», составляет 2,998 x 10 10 сантиметр в секунду (спасибо, Джаред!) Или 2,998 x 10 8 метр в секунду, или около 186 000 миль в секунду. , что ставит луну около 1.5 секунд по радио.

Диэлектрическая проницаемость материала может использоваться для количественной оценки того, насколько материал «замедляет» электромагнитный сигнал. Скорость сигнала в любой линии передачи, которая на 100% заполнена материалом с диэлектрической проницаемостью ε R , вычисляется по формуле:

v = c / sqrt (ε R )

Итак, если ваша полосковая или коаксиальная линия передачи изготовлена ​​из материала с диэлектрической проницаемостью 2,2, скорость распространения составляет всего 67% от скорости света в свободном пространстве.Точно так же, поскольку длина волны пропорциональна скорости, длина четвертьволнового трансформатора также составляет 67% от длины волны в свободном пространстве. Таким образом, раскрывается один из приемов уменьшения размера компонентов СВЧ; используя материалы с более высокой диэлектрической проницаемостью, можно сделать распределенные структуры меньшего размера. Одним из преимуществ использования GaAs для СВЧ-микросхем (известных в промышленности как MMIC) является его диэлектрическая проницаемость 12,9, что значительно выше, чем у керамики, такой как оксид алюминия, и большинства мягких подложек.

Очень хорошее эмпирическое правило: электромагнитное излучение в свободном пространстве распространяется примерно на один фут за одну наносекунду; более точное значение составляет 0,983571 фута на наносекунду. Это замедляется примерно до 8 дюймов за наносекунду для коаксиальных кабелей, заполненных ПТФЭ (почти все коаксиальные кабели заполнены ПТФЭ или комбинацией ПТФЭ и воздуха). Для получения дополнительной информации см. Наше обсуждение групповой задержки.

Это подводит нас к теме «эффективная диэлектрическая проницаемость». В линиях передачи, реализованных в микрополосковой среде, большая часть электрических полей ограничена внутри подложки, но часть общей энергии существует в воздухе над платой.Это учитывает эффективная диэлектрическая проницаемость. Эффективная диэлектрическая проницаемость линии передачи с сопротивлением 50 Ом на глиноземе толщиной десять мил - это число где-то около 7, что меньше диэлектрической проницаемости основного материала подложки (9.8). Другой пример эффективной диэлектрической проницаемости - создание полосковой схемы с использованием двух листов подложек с разными диэлектрическими постоянными. В первом порядке эффективная диэлектрическая проницаемость была бы средним значением диэлектрической проницаемости двух материалов.Третий пример - это копланарные волноводные линии передачи с воздухом над подложкой. Здесь эффективная диэлектрическая проницаемость очень близка к средней диэлектрической проницаемости подложки и единице (диэлектрическая проницаемость воздуха = 1). Таким образом, эффективная диэлектрическая проницаемость цепей CPW на GaAs (ε R = 12,9) составляет примерно 6,5.

Как думать в дБ

Эта тема теперь имеет отдельную страницу.

Сосредоточенные элементы в сравнении с распределенными элементами

Щелкните здесь, чтобы перейти на нашу главную страницу с сосредоточенными элементами.

Когда поведение резистора, конденсатора или катушки индуктивности может быть полностью описано простым линейным уравнением, инженеры по СВЧ называют его элементом с сосредоточенными параметрами. Например, резистор 50 Ом на низких частотах будет подчиняться закону Ома (V = IxR). Подайте на него пять вольт, и он потребляет ток 100 миллиампер. «Сосредоточенная элементарность» ограничивается компонентами, которые работают на частотах, где они физически намного меньше четверти длины волны. Например, компоненты с осевыми выводами хорошо работают на частотах до 10 МГц, но на частоте 1 ГГц высока вероятность того, что резистор с осевыми выводами будет ближе к разомкнутой цепи или плохой индуктор, а не идеальный резистор.Вот почему вас, как инженера по СВЧ, редко спросят о цветовом коде резистора!

Для микроволновых частот необходимо учитывать другие факторы. Чтобы точно рассчитать поведение того же резистора 50 Ом, необходимо учитывать его длину, ширину и толщину металла (из-за скин-эффекта), а также его близость к плоскости заземления. Это когда мы должны рассматривать его как распределенный элемент.

Создавая действительно крошечные детали, вы часто можете рассматривать их как сосредоточенные элементы, даже на микроволновых частотах.Вы должны сохранять критические размеры (такие как длина и ширина тонкопленочного резистора) небольшими по сравнению с электрической четвертью длины волны. Например, если вы разрабатываете микрополосковый нагрузочный резистор 50 Ом для диапазона X на подложке из оксида алюминия (диэлектрическая постоянная 9,8), четверть длины волны составляет приблизительно 120 мил. Вам лучше сохранить как длину, так и ширину резистора менее 40 мил, иначе вам придется потратить некоторое время на инструмент моделирования EDA, такой как Agilent ADS или Eagleware Genesis, для оценки производительности.Где еще, кроме СВЧ техники, можно сделать проект из создания глупого резистора на пятьдесят Ом ?!

Еще одно практическое правило: чтобы считаться «сосредоточенным элементом», ни один элемент структуры не должен превышать 1/10 длины волны при максимальной частоте его использования.

На низких частотах металл, соединяющий компоненты вместе, рассматривается как идеальное соединение без потерь, без характеристического импеданса и без фазового угла передачи. Когда межсоединения составляют значительную часть длины волны сигнала, эти межсоединения сами должны рассматриваться как распределенные элементы или линии передачи.Крайний пример необходимости учитывать распределенные свойства линий передачи - это когда мы имеем дело с четвертью длины волны. На этой электрической длине (90 градусов) разомкнутая цепь преобразуется в короткое замыкание, а короткое замыкание преобразуется в разомкнутую цепь! Подумайте об этом: закороченный 90-градусный «шлейф», висящий на шунте от линии передачи, будет невидим для сигналов, распространяющихся по линии передачи, в то время как разомкнутый 90-градусный шлейф, шунтирующий линию передачи, вызовет короткое замыкание и распространяющийся сигнал попадет в шланг! Эту концепцию используют очень многие микроволновые инженеры, так что вам лучше ее понять.

Одним из «классических» распределенных элементов является четвертьволновый трансформатор (мы написали целую главу об этом и других четвертьволновых трюках! Четвертьволновый трансформатор используется для изменения импеданса цепи по следующей простой формуле:

Z 2 = sqrt (Z 0 Z L )

, где Z 2 - характеристическое сопротивление трансформатора, Z L - полное сопротивление нагрузки, а Z 0 - характеристическое сопротивление системы, которую вы пытаетесь поддерживать.Вы обнаруживаете закономерность? В большинстве уравнений на этой странице используется функция квадратного корня ... возможно, они не зря поместили эту кнопку на ваш калькулятор Casio!

КСВ и обратные потери

Щелкните здесь, чтобы перейти к более подробному обсуждению этой темы.

VSWR означает коэффициент стоячей волны по напряжению. Это мера того, насколько хорошо сеть соответствует заданному характеристическому импедансу (Z 0 ), который в микроволновой технике почти всегда составляет 50 Ом.Возвратные потери - это еще один способ выразить то же самое. Оба они используются в микроволновой технике, просто чтобы держать вас в тонусе.

VSWR восходит к тем временам, когда «измеритель стоячей волны» был важным элементом лабораторного оборудования. Задолго до того, как вы смогли купить анализатор цепей для измерения согласованности импеданса детали, инженеры использовали измеритель стоячей волны для решения той же проблемы. Небольшой зонд был вставлен в волновод, выход которого выпрямлялся, создавая ток или напряжение, пропорциональные электрическому полю в волноводе.Инженер будет тянуть зонд в продольном направлении вдоль волновода в поисках локальных максимумов и минимумов показаний. Это происходит из-за стоячей волны внутри линии передачи. Отношение максимального к минимальному зарегистрированному напряжению было известно как коэффициент стоячей волны напряжения (КСВН). По сей день КСВН часто используется для количественной оценки того, насколько хорошо согласовано полное сопротивление детали. Всегда выраженный как отношение к единице, КСВН 1,0: 1 указывает на совершенство (нет стоячей волны). КСВН 2: 1 означает, что максимальное напряжение в два раза больше минимального напряжения.Высокий КСВ, такой как 10: 1, обычно указывает на наличие проблемы, например, близкое обрыв или короткое замыкание.

На этом пока все!

,

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о