Меню

Измеритель выходной мощности радиостанций



ИЗМЕРЕНИЕ МОЩНОСТИ ПЕРЕДАТЧИКА РАДИОСТАНЦИИ – СДЕЛАЙ САМ

Измерение мощности на выходе передающего каскада радиостанции, антенне, очень важно для радиолюбителей, запускающих не одну-две, а десяток радиостанций в год, особенно если мощность передающего устройства составляет десятки ватт. Суть предлагаемого способа измерения заключается в том, что на выход передающего устройства (радиостанции, трансивера) к антенному разъему подключают эквивалент антенны. Он представляет собой радиотехнический кабель с волновым сопротивлением 50 Ом длиной 0.5 м, на конце которого вольтметром или осциллографом (разница в действительном или настоящем значении контролируемого параметра напряжения) производят измерение амплитуды ВЧ сигнала.

Эквивалент антенны, подключаемый на конце радиотехнического кабеля длиной 50 см, представляет собой 20 постоянных резисторов МЛТ-2 сопротивлением 1 кОм, включенных параллельно. Таким образом, общее сопротивление приложенной нагрузки составляет 50 Ом, что согласуется с волновым сопротивлением кабеля.

Как известно, включать передатчик любой частоты в режиме «передача» без присоединенной антенны нельзя, поскольку можно вывести из строя выходной каскад передатчика. Обычно это дорогостоящие мощные ВЧ транзисторы. Поэтому в условиях радиолюбительской лаборатории, не оснащенной специальным оборудованием и приборами, допустимо использовать рекомендованный выше эквивалент антенны.

При подключении вольтметра параллельно эквиваленту антенны с помощью вольтметра, очевидно, удается выяснить мощность передающего устройства, что полезно при его настройке. В данном случае применяется формула

где Р — мощность ВЧ излучения передатчика, Вт;

V= действующее значение напряжения ВЧ сигнала, В;

где Vm — максимальное значение напряжения ВЧ сигнала, В.

Таким образом, при использовании в качестве измерительного прибора ВЧ вольтметр определяется величина V, а при использовании осциллографа — Ит. Например, при измерении выходного сигнала на рекомендуемом эквиваленте антенны осциллографом С1-77 амплитуда ВЧ сигнала оказалась равной 29 В. Исходя из этого, выходная мощность радиопередатчика вычислена согласно вышеприведенной формуле Р = (29/1.44) 2 /50, что в результате дает примерно 8 Вт.

Основываясь на данной методике можно быстро вычислить мощность различных радиостанций.

Источник: Кяшкаров А. П., Собери сам: Электронные конструкции за один вечер. — М.: Издательский дом «Додэка-ХХ1», 2007. — 224 с.: ил. (Серия «Собери сам»).

Источник

S-метр и измеритель выходной мощности радиостанции

C2CFx590y590
Что такое S-метр

S-метр (или С-метр) – индикатор который существует почти на любой современной радиостанции гражданского диапазона. S-метр (С-метр) показывает силу сигнала на входе в радиостанцию! На некоторых радиостанциях, например, Yosan Turbo или Alan 48 Excel S-метр реализован как дополнительный стрелочный прибор, так как он более точно отражает небольшие изменения в уровне входного сигнала. Учитывая, что радиостанция может полноценно работать при уровне входного сигнала от миллионных долей вольта до единиц вольт, во всем мире для удобства была принята единая логарифмическая система оценки этого уровня по баллам.

S-метр и баллы

Например, сигнал в 9 баллов по S-метру соответствует напряжению на входе приемника в 50 мкВ (50 миллионных вольта). Если напряжение будет вдвое меньше, S-метр покажет на 1 балл меньше, если же оно будет в 4 раза меньше, S-метр покажет на 2 балла меньше и так далее. Если же напряжение будет больше 50 мкВ, то S-метр покажет прибавку в децибелах относительно уровня в 50 мкВ.

Читайте также:  Как выбрать выключатель по мощности нагрузки

Например, показание S-метра «9+30» соответствует уровню входного сигнала в 1,5 мВ на входе приемника (физически 1 балл соответствует 6-ти децибелам). Возможно, такая система оценки уровня входного сигнала кажется слишком сложной, но по ряду причин, вызванных конструктивными особенностями аппаратуры и традициями, она целесообразна, и настоятельно рекомендуется научиться ей пользоваться. Следует также знать, что при прочих равных условиях увеличение выходной мощности аппаратуры в 4 раза приводит к возрастанию её сигнала на 1 балл. На ЖКИ S-метр, как правило, реализован в виде шкалы, состоящей из ряда сегментов, обозначенных цифрами, которые соответствуют уровню входного сигнала в баллах. Чаще всего это не полная гребенка из девяти или более сегментов, а только часть фиксированных уровней.

IMG_3712

При повседневном использовании подобного прибора вполне хватает для контроля работы своей аппаратуры и аппаратуры корреспондентов, с которыми Вы связываетесь. К сожалению, на аппаратуре связи гражданского диапазона заводы-изготовители S-метры, как правило, не калибруют, и их показания далеки от реальности. Впрочем, это не мешает пользоваться ими для приблизительной оценки сигнала.

Таблица для оценки разбираемости и силы сигнала при помощи S-метра

Разбираемость сигнала оценивается на слух по пятибалльной шкале. Сила сигнала измеряется S-метром и оценивается в баллах от 0 до 9. Сигнал превышающий 9 баллов указывается как превышение в дБ сигнала 9 баллов. Оценка 9+30 означает что сигнал превышает 9 баллов на 30дБ.

Разбираемость сигнала (R) Сила сигнала (S) в баллах мкВ
1 Сигнал не разбираю, прием
невозможен
1 Едва слышно, прием
невозможен
0,24
2 Едва разборчивы отдельные
слова
2 Очень слабый сигнал, прием
практически невозможен
0,49
3 Разборчиво с большим трудом (30-50%
информации)
3 Слабый сигнал, прием с большим
напряжением
0,97
4 Достотаточно разборчиво (50-80%
информации)
4 Слабый сигнал, прием с небольшим
напряжением
1,9
5 Совершенно разборчивый сигнал (100%
информации)
5 Громкость удовлетворительная, прием
почти без напряжения
3,9
6 Уверенный сигнал, прием без
напряжения
7,7
7 Умеренно громкий
сигнал
15
8 Громкий сигнал 31
9 Очень громкий
сигнал
61
+10 Превышение 9 балов на 10дБ 190
+20 Превышение 9 балов на 20дБ 610
+30 Превышение 9 балов на 30дБ 1900
+40 Превышение 9 балов на 40дБ 6100

Таблица пересчета децибел в отношения мощностей (на прием)

Децибелы
(дБ)
Отношение
мощностей

(в разах)
1,00
+1 1,26
+2 1,58
+3 2,00
+4 2,51
+5 3,16
+6 3,98
+7 5,01
+8 6,31
+9 7,94
+10 10,0
+20 100
+30 1000
+40 10000
+50 100000

Индикатор выходной мощности радиостанции

В большинстве случаев совмещен с S-метром. На приеме индицируется уровень входного сигнала, на передаче – выходная мощность. Меняются только численные значения над рядом сегментов. К сожалению, практически на всех радиостанциях данная функция реализована схемотехнически некорректно и прибор показывает цифры, весьма далекие от реальности, но изредка по нему все-таки можно определить наличие серьезных нарушений в работе. В целом, из-за безобразного схемотехнического воплощения данная функция использоваться не может.

Читайте также:  Как посчитать мощность фап

Источник

Как измерить выходную мощность передатчика рации в режиме АМ (амплитудной) модуляции

Как среди обычных пользователей раций, так и — что не может не вызывать некоторого недоумения — среди продавцов радиоаппаратуры (считающих себя экспертами в области радиосвязи) весьма распространёнными являются ошибки при измерении выходной мощности передатчика, работающего в режиме амплитудной модуляции. Проистекают такие ошибки прежде всего из-за непонимания самой сути амплитудной модуляции и того, что измеряют предназначенные для измерения выходной мощности приборы.

Наиболее распространённые для измерения мощности приборы в режиме АМ (амплитудной модуляции) измеряют не выходную мощность сигнала , а мощность несущей. Несущая не несёт полезной информации о сигнале, это паразитный расход энергии при амплитудной модуляции.

Есть 3 основных метода формирования амплитудной модуляции, а совмещённые с КСВ-метрами «измерители мощности» могут более-менее корректно измерить мощность в АМ только в одном из них (правда, наиболее распространённом).

разных способах «формирования АМ (амплитудной модуляции) — подобный приборчик покажет разные уровни “измеренной” мощности при одинаковой реальной выходной мощности, т.к. измеряет такой приборчик в режиме амплитудной модуляции не выходную мощность передатчика, а мощность несущей в АМ (несущая в режиме амплитудной модуляции не несёт информацию о полезном сигнале, является, по-сути, паразитной мощностью — пустой тратой энергии). Не будем углубляться в понятия «комплексной огибающей полосового сигнала», «аналитического сигнала» и «преобразования Гильберта».

Вот три основных метода формирования амплитудной модуляции (АМ):

1) Наиболее распространённый метод формирования АМ (когда КСВ-метр-«измеритель мощности» показывает «высокую» (существенно выше реальной мощности сигнала) мощность при попытке измерения в АМ ) — на полезный сигнал приходится 33% мощности, а остальное — на бесполезную — с точки зрения полезного сигнала — несущую (которую и измеряет данный «прибор»).

2) В случае так называемой » балансной АМ » на несущую приходится 0 (ноль) мощности, вся мощность -100% — расходуется на излучение полезной информации (приборчик КСВ-метр- «измеритель мощности» в этом случае покажет 0 Вт вместо реальной мощности передатчика). Но «балансную АМ» – наиболее правильную с точки зрения экономичности (нет бессмысленных, не несущих полезной информации о сигнале затрат энергии на “несущую”) довольно сложно реализовать схемотехнически, поэтому в реальных конструкциях раций найти такой метод формирования АМ модуляции (формально – лучший) практически нереально.

3) В радиостанциях Штурман — начиная с 3-го поколения (конец 2013г и позже) — применяется третий метод формирования амплитудной модуляции, на несущую — которую измеряет подобный приборчик вместо выходной мощности — приходится 1/4 от реальной мощности (1/2 по уровню напряжения, 1/4 по уровню мощности). Т.е. для того, чтобы узнать выходную мощность передатчика в режиме АМ модуляции значение мощности несущей, измеренное Вашим приборчиком, надо увеличить в 4 раза.

И ещё несколько слов о корректности измерения.

Как измерить выходную мощность передатчика рации в режиме АМ (амплитудной) модуляции

Так называемые “приборы” для измерения мощности, совмещённые с КСВ-метрами , в режиме FM (частотной) модуляции при измерении на 50-Омный эквивалент нагрузки и без промежуточных кабелей (т.е. рацию и эквивалент нагрузки к приборчику следует подключать непосредственно, без кабелей, рассогласующих антенно-излучающую систему) показывает более-менее корректные значения измеряемой мощности. Нельзя пытаться измерять, подключив к прибору вместо эквивалента нагрузки реальную компактную антенну — т.к. при установки в разрыв цепи рация — компактная антенна прибора антенно-излучающая система рассогласуется, плюс излучение антенны в ближней зоне влияет на показание прибора. А в режиме измерения АМ – амплитудной модуляции такие приборы измеряют вообще не выходную мощность передатчика , а мощность несущей , которая в АМ является паразитной (лишний расход энергии), не несёт полезной информации о сигнале . В идеале – как я уже писал, вообще несущая должна равняться нулю (и тогда такой приборчик показал бы нулевую мощность).

Читайте также:  Как подключить два усилителя мощности

В рациях Штурман производства Конструкторского Бюро Беркут используется третий метод формирования АМ , при котором мощность несущей составляет только 25% от выходной мощности передатчика, при измерении в АМ таким “приборчиком” полученные данные надо умножить на 4 (в то время как в режиме FM – при корректно произведённом измерении, без несогласованных кусков кабеля в цепи рация-прибор-эквивалент антенны — значение измеренной мощности будет близким к реальному).

Корректно измерить мощность в АМ можно только с помощью существенно более сложного и дорого оборудования (например, с использованием монитора HP стоимостью несколько сотен тысяч рублей, который применяется для регулировки радиостанций в КБ Беркут на производстве).

В рациях Штурман в режимах АМ и FM используется один и тот же передатчик. Отличается только модулятор (который сигнал модулирует либо в режиме АМ, либо в FM модуляции). Мощность рации одинаковая в АМ и в FM. А вот измерить более менее корректно недорогими приборами можно только мощность в режиме FM (частотной) модуляции, а показания в режиме АМ (измеренную несущую, а не выходную мощность передатчика) надо умножить в 4 раза.

К сожалению, не всегда даже “специалисты” (из числа продавцов раций) понимают, как устроена амплитудная модуляция.

Попытаюсь изложить сильно упрощённо, без строгих физических терминов и определений (наглядное изложение, увы, не вполне корректно с точки зрения физики — но доступно для неспециалистов). Вокруг постоянного уровня несущей “прыгает” туда-сюда вверх-вниз по напряжению амплитуда сигнала. И выходная мощность сигнала (передатчика) – это не мощность несущей, измеряемой подобным Вашему прибору (и которая в идеале вообще должна равняться 0, но в данном случае составляет 1/2 по уровню напряжения, 1/4 по уровню мощности от сигнала).

Когда Вы нажимаете на кнопку передачи в режиме АМ и при этом не говорите – выходная мощность передатчика =0 (амплитуда сигнала нулевая, выходная мощность нулевая, но Ваш прибор измерит ненулевое значение несущей). А когда говорите – амплитуда сигнала на максимуме, выходная мощность сигнала есть – но прибор измерит всё то же значение мощности несущей (не играющее никакое значение для передачи сигнала).

Если Вы интересуетесь рациями — возможно, Вас заинтересует статья «Системы шумоподавления у современных раций»

Источник