【题目编号】MC3-1110
【题目】继电器是一种具有电气隔离能力的开关,常用来以小功率低压电控制大功率电路或高压电路。在业余无线电作品中,继电器也用来控制射频电路的通断或切换信号路径。关于继电器的应用,可供借鉴的经验有:
【答案】ABC(多选题)
[A]选用继电器时应关注触点的额定耐压和额定工作电流
[B]用继电器控制收发转换,应在发射机待机后再行切换
[C]选用切换信号的继电器,应关注其导通小信号的能力
[D]自制 HF 或 VHF 设备时,应尽量选用微波射频继电器
考点速览
本题考的是继电器在业余无线电作品里的应用经验。继电器是具有电气隔离能力的开关,用低压小电流的控制回路去切换高压大功率的被控回路,也常用来做射频通路的切换。题目给出的几条经验,考查的是触点定额、切换时序和信号级选型这些实操要点。
原理与依据
继电器的触点(contact)是承担电流通断的关键部位。选继电器首先要看触点额定耐压和额定工作电流:耐压决定触点断开后能否承受回路电压而不被击穿拉弧,额定电流决定触点长期承载和切换的电流上限。被控回路若是高电压、大电流,就必须选触点定额匹配的继电器,否则触点会熔焊、烧蚀或打火。
在收发转换这类场合,切换时序至关重要。发射机输出功率大,若在发射状态下贸然用继电器切换天线或收发通路,触点会在带载状态下拉弧、烧蚀甚至熔焊。正确做法是让发射机先进入待机(关闭射频输出),再用继电器切换,切换完成后再恢复发射。也就是说,继电器应当在不带电载、无功率流过的"冷切换"条件下动作。
继电器触点还分常开(normally open)与常闭(normally closed)两种:线圈未得电时断开的是常开触点,闭合的是常闭触点,选型要按失电状态下的安全需求来配。线圈电压也是关键参数,直流继电器线圈要按驱动电路电压选择,交流继电器线圈按交流电压选,两者不能混用。线圈是感性负载,关断反电动势问题在继电器驱动电路里同样存在,通常在线圈两端并联续流二极管来保护驱动开关管。
用于切换信号的继电器还有一层特殊要求:导通小信号的能力。信号级继电器切换的是微弱的射频或音频信号,触点表面若有氧化膜、脏污或接触压力不足,会对小信号形成很高的接触电阻,甚至出现"时通时断"的噪声。因此切换信号的继电器要选触点镀金、密封、接触压力稳定的规格,保证小信号可靠导通。
热切换与冷切换的差别也要明确。热切换时触点带功率动作,断开瞬间拉弧、闭合瞬间可能因浪涌电流烧蚀,触点寿命急剧下降,产生的电弧还会辐射宽带干扰影响接收;冷切换把切换动作安排在无功率时刻,触点磨损小、干扰低。
逐项辨析
选项 A 说选用继电器应关注触点额定耐压和额定工作电流,这是选型的基础,正确。
选项 B 说用继电器控制收发转换应在发射机待机后再切换,符合冷切换原则,避免带载拉弧,正确。
选项 C 说选用切换信号的继电器应关注其导通小信号的能力,对应小信号接触可靠性的要求,正确。
选项 D 说自制 HF 或 VHF 设备时应尽量选用微波射频继电器。微波射频继电器(如工作在吉赫兹频段的同轴继电器)价格高、结构特殊,用于微波频段;HF(短波,几兆赫到三十兆赫)和 VHF(甚高频,三十兆赫到三百兆赫)频段用普通高频继电器或同轴继电器即可,选微波继电器既不匹配也浪费。这条经验不成立,错误。
易混淆点
这里要分清"高频继电器"与"微波继电器"的适用频段。业余电台的 HF、VHF 属于较低的射频频段,普通高频继电器足以胜任;微波继电器面向的是 UHF 以上乃至吉赫兹的微波频段,插损、隔离度和价格都按微波要求设计,用在低频段是杀鸡用牛刀。选型跟着工作频段走,不是越高端越好。
另一个易混点是"热切换"与"冷切换"。热切换指触点在带功率、带电压的状态下动作,容易拉弧;冷切换指先让负载断电或无功率、再切换,触点寿命长、干扰小。收发转换强调"先待机再切换",本质就是要求冷切换。
应试要点
继电器应用三要诀:选型看触点耐压与额定电流;收发转换先待机再切换(冷切换);信号级选型看小信号导通能力。HF/VHF 用普通高频继电器即可,"尽量选微波继电器"的选项要排除。