Image38 (8)

JjLEKTRONIKAfJfJfJIJ

dla diod krzemo

Głównym źródłem błędów jest napięcie przewodzenia diody (rezystancja przewodzenia) i z tego względu istnieje konieczność stosowania woltomierzy o jak największej rezystancji wejściowej, aby w układzie płynął jak najmniejszy prąd. Dla małych wartości napięć wpływ spadku napięcia na diodzie jest bardzo duży i z tego względu należy wynik pomiaru traktować jako orientacyjny (duży błąd pomiaru). Przy napięciach powyżej kilkunastu V wpływ diody można pominąć.

Moc sinusoidalnego przebiegu zmiennego w zależności od napięcia szczytowego i rezystancji wyraża się wzorem:

P LW / Ro - Up² / 2Ro = (Uv+Uf)² / 2Ro gdzie:

P moc w.cz.;

Lrms - napięcie skuteczne na wejściu,

Lp napięcie szczytowe na wejściu,

UV - napięcie stałe mierzone woltomierzem (Udc),

Uf - napięcie przewodzenia diody,

Ro - rezystancja obciążenia w.cz. (50£2) Urms=0.707Up

Napięcie Uv mierzymy woltomierzem napięcia stałego o dużej rezystancji wewnętrznej (RiHOMft). Wartość ta odpowiada napięciu szczytowemu w.cz. Up na rezystorze Ro (RI...R6), pomniejszonemu o napięcie przewodzenia diody (Uf).

Uwzględnienie wpływu diody przez wprowadzenie napięcia przewodzenia Uf jest pewnym uproszczeniem, akceptowalnym dla wyższych napięć powyżej kilku woltów. Wartość Uf zależy od typu użytej diody i rezystancji wewnętrznej Ri woltomierza. Jeżeli używamy woltomierza cyfrowego o rezystancji wewnętrznej 10MU, można przyjmować Uf=0,25-0,3V dla diod krzemowych, 0,1-0.15V dla diod Schottky’cgo i ostrzowych.

Na przykład

(dla: Ro=50U, D1=BAT46, Ri=10MU)

Moc [W]	UftMS [VI	upnn	uv nn
0,01	0.71	1.00	o o
0,02	1.0	1,41	1,40
0,05	1.58	2,24	2,04
0.2	3.16	4.47	4.37
0,5	5,00	7,0 7	6,07
1.0	7.07	10,00	9,00
2.0	10.00	14,14	14,04
5.0	15,81	22,36	22,26
10,0	22,36	31.62	31,52
12.0	24,49	34,54	34.44

Montaż i uruchomienie

Cały układ elektryczny został zmontowany w metalowej obudowie zbudowanej z dwóch prostokątnych odcinków blachy ocynkowanej wygiętych w kształcie litery U. Z jednej strony obudowy został zamontowany wtyk koncentryczny UC1 do podłączenia mierzonego sygnału w.cz. np. z wyjścia transccivera czy radiotelefonu. Po przeciwnej stronic obudowy zostały zamontowane dwa gniazda bananowe do podłączenia woltomierza cyfrowego (można tukże zadowolić się podwójnym prze wodem przeprowadzonym przez otwor w obudowie). Rezystor)' R1-R6 zostały dołą czone od strony masy (przylutowane) za pośrednictwem okrągłego krążka wyciętego z blachy pobielanej np. z puszki po konserwach.

Wszystkie połączenia powinny być jak najkrótsze. Kondensatory powinny być cera irnczne, o pojemności od kilkuset pF do kilku nF (im większe wartości, tym większe induk cyjności pasożytnicze i rezystancje). Napięcie pracy tych kondensatorów powinno co naj mniej dwukrotnie przewyższać amplitudę mierzonego sygnału.

W rozwiązaniu modelowym przyjęto dla zastosowanej diody BAT46 - Uf~0,lV.

Jeżeli używamy woltomierza o mniejszej rezystancji wewnętrznej lub po prostu mikro amperomierza z rezystorem szeregowym, to napięcie Uf będzie większe ze względu na większy prąd płynący przez diodę. Vp może osiągać 0,65V dla diod krzemowych (0,6V dla 1N4148) 10,3 V dla Schottky’cgo i ostrzowych (0,28V dla BAT46).

Moc mierzonego sygnału oblicza się z podanego wcześniej wzoru.

Zamiast szacować napięcie przewodzenia diody, lepiej wykonać skalowanie detektora. Przy proponowanym układzie detektora szczytowego można użyć do skalowania napięcia stałego. Przykładając do wejścia detektoru napięcie stałe Uv, symulujemy podanie napięcia w.cz. o identycznej wartości szczytowej Up~Uv odpowiadającego mocy P=UvV2R.

Dla przykładu podanie na wejście napięcie 10, IV spowoduje takie wskazanie woltomierza, juk sinusoidalne napięcie odpowiadające mocy 1W na 5012.

Skalowanie napięciem stałym pozwala rozszerzyć użyteczny zakres pomiaru mocy do rzędu dziesiątek mi li wato w, gdzie napięcia mierzone są porównywalne z napięciem przewodzenia diod. W tym zakresie tylko wyko

name skalowania zapewni nam wiarygodne wyniki.

Przy większych mocach (i napięciach) możemy nawet pominąć wpływ diody i przyjmować wartość odczytaną z woltomierza wprost za wielkość amplitudy sygnału w.cz.

Powyżej mocy IW na SOCl błąd nie powinien przekroczyć y

wych. Pomiary takie wykonał SP5JNW i zamieścił na swojej stronie: www.sp5jn w scm.pl.

Oto przykład pomiaru mocy w.cz. z podstawieniem napięcia stałego:

Nałóżmy, że przy pomiarze mocy w.cz. radiotelefonu CB/FM na rezystorze 49Q (taka była wypadkowa dwóch rezystorów' 100£2/2W połączonych równolegle), woltomierz cyfrowy dołączony do detektora wskazał napięcie 20,3 V. Odłączamy detektor od rezystora, podłączamy do zasilacza regulowanego i ustawiamy na zasilaczu takie napięcie, aby woltomierz wskazał identyczną wartość 20,3V. Teraz mierzymy napięcie na wyjściu zasilacza, które wyniesie np 20,4V. Wobec tego moc w.cz. wydzielająca się na rezystorze 49£2 była równa: P-(20,3)²/(2*49)-4,2W

Detektor ten reaguje również na składową stałą napięcia wejściowego i aby ją wyeliminować, można na wejściu zastosować kondensator o wartości rzędu 100-470nF Kondensator taki powinien być na duże napięcie przebicia co najmniej 250V i o odpowiedniej średnicy wyprowadzeń (można połączyć kilka równolegle).

Na następnej stronie umieszczona jest przykładowa tabela napięć i odpowiadającej jej mocy dla detektora szczytowego BAT46 i rezystora 50£2 (6x300£2/2W).

Podany pomiar mocy w.cz. detektorem szczytowym i obliczenia według podanych wzorów będą dokładne jedynie dla przebiegu sinusoidalnego (CW).

W praktyce pomiarowej oprócz mocy wyjściowej w.cz. można jeszcze spotkać się z mocą PEP oraz EIRP.

Często urządzenia jedno wstęgo we (SSB) mają podawaną moc wyjściową w PEP. Skrót PEP pochodzi od angielskiego określenia Peak Envelope Power, co w naszym języku określa się jako moc szczytową obwiedni. Inaczej mówiąc, PEP jest definiowana jako moc średnia pojedynczego cyklu fali w.cz. w szczycie modulacji w normalnych warunkach pracy. Chwilowa wartość szczytowa napięcia w szczycie zmodulowanej fali nośnej

kk Wrzesień 2006 Elektronika dla Wszystkich