Sztuczne obciążenie

[SP6FRE]

Witam!

Podane w linku z opisem k4eaa wzory są absolutnie dokładne a wynik zależy tylko od ilości miejsc po przecinku na jakie się zdecydujesz. Ale to matematyka, która jest zawsze dokładna.

Najważniejszy w tym opisie, z punktu widzenia idei pomiaru jest następujący akapit:

"The signal from your transmitter or transceiver is an almost perfect sine wave. We know this because the harmonics are at least 40 dB down from the carrier. When we measure the peak voltage from the detector (the BAV21), we are measuring within one percent of the true peak value of our carrier, not including the diode drop; we will add that back in later."

Mówiąc w skrócie, pomiar oparty jest na założeniu, że mierzony sygnał jest prawie idealnie sinusoidalny a mierzona wartość jest wartością szczytową sinusoidy (zastosowana dioda z kondensatorem to jest właśnie detektor szczytowy).

Jeśli sygnał zawiera sporo harmonicznych to sprawa się komplikuje. Antena jako sztuczne obciążenie nie jest najlepszym pomysłem bo z reguły jest dopasowana idealnie na jednej częstotliwości a na innych ma odbicia, powstaje fala stojąca, sygnał w antenie odbiega od sinusoidalnego ideału a błąd pomiaru szybko rośnie. W dodatku takiego obciążenia (z anteną) nie da się łatwo przenieść w inne miejsce.
Najlepsze do budowy sztucznego obciążenia są bezindukcyjne oporniki łączone z reguły równolegle aby wypadkowa oporność była zbliżona do 50 omów.

Pomiar mocy sygnałów "odkształconych" czyli odbiegających od sinusoidy znacznie się komplikuje.
Dla regularnych kształtów (prostokąt, trójkąt, piła itp) da się znaleźć matematyczną zależność pomiędzy wartością szczytową a wartością skuteczną napięcia a ta ostatnia decyduje o wydzielanej mocy.
Dla sygnałów sinusoidalnych wartość skuteczna jest mniejsza od szczytowej w proporcji pierwiastek z dwóch (dzielimy przez 1.42 lub mnożymy przez 0.707). Dla symetrycznego sygnału trójkątnego wartość skuteczna jest mniejsza od maksymalnej w proporcji pierwiastek z trzech.

Dla bardziej skomplikowanych lub nieregularnych przebiegów trzeba stosować inne techniki. Na przykład pomiar temperatury obciążenia w czasie (długi czas pomiaru) lub pomiar porównawczy jasności świecenia żarówki jako obciążenia z żarówką kontrolną (małe częstotliwości i duży błąd pomiaru).
Współczesne systemy pomiarowe, przez próbkowanie, pozwalają na pomiar online kształtu przebiegu i matematycznie wyliczają w zadanym okresie całkę z mierzonego napięcia a w rezultacie moc niezależnie od kształtu mierzonego przebiegu.

Ale ponieważ w technice krótkofalarskiej nie zależy nam na absolutnej dokładności to z reguły można sobie pozwolić na użycie detektora szczytowego oraz opisanej manipulacji obliczeniowej do oceny mocy nadajnika lub mierzonego sygnału ale należy stale pamiętać o ograniczeniach użytej metody pomiarowej.

L.J.