50ohm-contents-dl/contents/slides/sandarmatningar.md

Mätningar för radioamatörer

• Viktiga mätningar: uteffekt och HF-spänningar
• Mätning av sändarens uteffekt kräver en definierad avslutning
• Vanlig impedans i amatörradio: \qty{50}{\ohm}
• Att mäta direkt i kopplingen är bara meningsfullt vid små effekter

---

Mätning av HF-spänning

• HF-spänning mäts med en HF-probe
• Diodlikriktning och utjämning med en efterföljande kondensator

---

HF-probe med enkel likriktning

[picture:576:a_messung_hf_tastkopf_leistungsmessung:Mätprobe för HF-effektmätning via en spänningsdelare] * En diod vid utgången ger HF-spänningens toppvärde * Minus diodens framspänning och ev. spänningsdelare

---

HF-probe med dubbel likriktning

[picture:770:a_messung_hf_tastkopf_doppeldiode:HF-probe med två dioder för båda halvperioderna] * Två dioder ger högre mätnoggrannhet, särskilt vid små effekter * Båda halvperioderna likriktas * Resultat: dubbla toppspänningen minus två gånger diodernas framspänning

---

Mätning av höga HF-effekter

• Kräver en belastbar dämpsats
• Tar upp en stor del av effekten
• Dämpsatsen måste ingå i beräkningen

---

Kalibrering av mätkopplingar

• Nödvändig för exakta effektmätningar
• Korrektionsvärden måste tas fram

---

Beräkning av en HF-probe

[picture:576:a_messung_messschaltung_beispiel_1:Exempel på en HF-mätkoppling] * Insignalen avslutas impedansriktigt * Spänningen halveras av spänningsdelaren * Efter likriktning med dioden återstår toppspänningen minus framspänningen

--- style="font-size: smaller;"

Lösningsgång

• given: P_E = \qty{1}{\watt}
• given: U_F = \qty{0,23}{\volt}
• given: R_V = \qty{110}{\ohm}, R_T = \qty{330}{\ohm}
• sökt: U_A

$\begin{split}R &= \left(\frac{1}{R_T + R_T} + \frac{1}{R_V} + \frac{1}{R_V}\right)^{-1}\\ &= \left(\frac{1}{\qty{330}{\ohm} + \qty{330}{\ohm}} + \frac{1}{\qty{110}{\ohm}} + \frac{1}{\qty{110}{\ohm}}\right)^{-1}\\ &= \qty{50,77}{\ohm}\end{split}$

--- style="font-size: smaller;"

• given: P_E = \qty{1}{\watt}
• given: U_F = \qty{0,23}{\volt}
• beräknat: R = \qty{50,77}{\ohm}
• sökt: U_A

$\begin{split}P_E &= \frac{U_{E,eff}^2}{R}\\ \Rightarrow U_{E,eff} &= \sqrt{P_E \cdot R}\\ &= \sqrt{\qty{1}{\watt} \cdot \qty{50,77}{\ohm}}\\ &= \qty{7,125}{\volt}\end{split}$

--- style="font-size: smaller;"

• given: U_F = \qty{0,23}{\volt}
• beräknat: U_{E,eff} = \qty{7,125}{\volt}
• sökt: U_A

$\begin{split}U_S &= U_{E,eff} \cdot \sqrt{2}\\ &= \qty{7,071}{\volt} \cdot 1,414\\ &= \qty{10,07}{\volt}\end{split}$ $\begin{split}U_A &= \frac{U_S}{2}\,-\,U_F\\ &= \frac{\qty{10,07}{\volt}}{2}\,-\,\qty{0,23}{\volt}\\ &= \qty{5,035}{\volt}\,-\,\qty{0,23}{\volt}\\ &= \qty{4,805}{\volt} \approx \qty{4,8}{\volt}\end{split}$

---

Beräkning av ineffekten ur uppmätt likspänning

[picture:577:a_messung_messschaltung_beispiel_2:Exempel på en HF-mätkoppling] * Spänningen vid spänningsdelaren motsvarar utspänningen plus diodspänningen * Beräkna effektivvärden * Bestäm ineffekten via kopplingens resistans

--- style="font-size: smaller;"

Lösningsgång

• given: U_A = \qty{14,9}{\volt}\text{ DC}
• given: U_F = \qty{0,7}{\volt}
• given: R_1 = \qty{54,1}{\ohm}, R_T = \qty{330}{\ohm}
• sökt: P_E

$\begin{split}R &= \left(\frac{1}{R_T + R_T} + \frac{1}{R_1}\right)^{-1}\\ &= \left(\frac{1}{\qty{330}{\ohm} + \qty{330}{\ohm}} + \frac{1}{\qty{54,1}{\ohm}}\right)^{-1}\\ &= \qty{50}{\ohm}\end{split}$ $\begin{split}U_S &= \left(U_A + U_F\right) \cdot 2\\ &= \left(\qty{14,9}{\volt} + \qty{0,7}{\volt}\right) \cdot 2\\ &= \qty{31,2}{\volt}\end{split}$

--- style="font-size: smaller;"

• beräknat: R = \qty{50}{\ohm}
• beräknat: U_S = \qty{31,2}{\volt}
• sökt: P_E

$\begin{split}U_{E,eff}\\ &= \frac{U_S}{\sqrt{2}}\\ &= \frac{\qty{31,2}{\volt}}{1,414}\\ &= \qty{22,06}{\volt}\end{split}$ $\begin{split}P_E &= \frac{U_{E,eff}^2}{R}\\ &= \frac{(\qty{22,06}{\volt})^2}{\qty{50}{\ohm}}\\ &\approx \qty{9,7}{\watt}\end{split}$

---

HF-probe med dubbel toppvärdeslikriktning

[picture:771:a_messung_hf_tastkopf_doppeldiode_2:HF-probe med dubbel toppvärdeslikriktning] * Beräkning som vid enkel likriktning * Dessutom beaktas den dubbla toppspänningen * Beakta dubbla framspänningen hos dioderna

--- style="font-size: smaller;"

Lösningsgång

• given: U_A = \qty{15,3}{\volt}\text{ DC}
• given: U_F = \qty{0,23}{\volt}
• given: R_{V1} = \qty{56}{\ohm}, R_{V2} = \qty{470}{\ohm}
• sökt: P_E

$\begin{split}R &= \left(\frac{1}{R_{V1}} + \frac{1}{R_{V2}}\right)^{-1}\\ &= \left(\frac{1}{\qty{56}{\ohm}} + \frac{1}{\qty{470}{\ohm}}\right)^{-1}\\ &= \qty{50,04}{\ohm}\end{split}$ $\begin{split}U_S &= \frac{U_A}{2} + U_F\\ &= \frac{\qty{15,3}{\volt}}{2} + \qty{0,23}{\volt}\\ &= \qty{7,88}{\volt}\end{split}$

--- style="font-size: smaller;"

• beräknat: R = \qty{50,04}{\ohm}
• beräknat: U_S = \qty{7,88}{\volt}
• sökt: P_E

$\begin{split}U_{E,eff} &= \frac{U_S}{\sqrt{2}}\\ &= \frac{\qty{7,88}{\volt}}{1,414}\\ &= \qty{5,57}{\volt}\end{split}$ $\begin{split}P_E &= \frac{U_{E,eff}^2}{R}\\ &= \frac{{\qty{5,57}{\volt}}^2}{\qty{50,04}{\ohm}}\\ &\approx \qty{600}{\milli\watt}\end{split}$

--- style="font-size: smaller;"

Lösningsgång

• given: U_A = \qty{15,3}{\volt}\text{ DC}
• given: U_F = \qty{0,23}{\volt}
• given: R = \qty{50}{\ohm} från mätsystemet
• sökt: P_E

$\begin{split}U_S &= \frac{U_A}{2} + U_F\\ &= \frac{\qty{15,3}{\volt}}{2} + \qty{0,23}{\volt}\\ &= \qty{7,88}{\volt}\end{split}$ $\begin{split}U_{E,eff} &= \frac{U_S}{\sqrt{2}}\\ &= \frac{\qty{7,88}{\volt}}{1,414}\\ &= \qty{5,57}{\volt}\end{split}$

--- style="font-size: smaller;"

• beräknat: U_{E,eff} = \qty{5,57}{\volt}
• given: R = \qty{50}{\ohm} från mätsystemet
• sökt: P_E

$\begin{split}P_E &= \frac{(U_{E,eff} \cdot 10)^2}{R}\\ &= \frac{(\qty{5,57}{\volt} \cdot 10)^2}{\qty{50}{\ohm}}\\ &\approx \qty{60}{\watt}\end{split}$

--- style="font-size: smaller;"

Fältstyrkeindikator för effektmätning

[picture:496:a_messung_feldstaerkeanzeiger:Fältstyrkeindikator] * Mätning av HF-effekten via en antenn * Mottagen HF likriktas och buffras * Visning med känsligt strömmätinstrument * Ju större visarutslag, desto högre HF-fältstyrka * Exakta mätningar kräver kalibrering