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Medir potencia sobre carga 50 ohm

EA4AGA
Mensajes: 508
#3634  - 4 marzo, 2009 20:45 

Internet puede ser una gran herramienta pero a veces según que fuentes pueden equivocarte y mucho, ese es mi caso, y es que buscando como construir un medidor de potencia de RF sobre una carga me encuentro con diferentes posibilidades de cálculo y ya no se cual tomar de todas las variedades y colores que he visto.

Antes de entrar en materia, la primera duda que me asalta y no se dar respuesta certera es si los fabricantes indican la potencia del equipo en rms (o eficaz) o en pico a pico.

La idea del montaje es medir la potencia entregada por el equipo sobre una antena fantasma o resistencia de carga, de 50 ohm (no inductiva o lo menos posible) y mediante una rectificación de media onda medir tensión sobre un multímetro digital. Con la medición tomada y aplicando la fórmula W= VxV / R calcular la potencia.

Ver esquema del circuito en dibujo anexo.

La primera duda: si mido con un multímetro mediré Vrms (o eficaz). Si mido con un osciloscopio mediré tensión pico a pico. Con formulas puedo convertir de uno a otro, pero ¿con que trabajo? ¿Vrms, Vp o Vpp?

Si mido Vp, para convertir a Vrms quedará: Vrms = Vp / 1.414 (ó Vp x 0.707)
Si mido Vrms, para convertir a Vp quedará: Vp = Vrms x 1.414
(1.414 es raiz cuadrada de 2 ...)

Para calcular la potencia, ya sea de pico o eficaz aplicaremos la formula:

W = (V x V) / R

Para ser más exactos habría que añadir la caída de tensión en el diodo (Vd), por lo que quedará:

W = [(V+Vd) x (V+Vd)] / R

(lo siento, no se como poner cuadrados)

Las preguntas son:
a. ¿Es correcto el planteamiento?
b. La tensión que utilizo en la formula, ¿debe ser eficaz o pico?
c. ¿Los fabricantes indican la potencia en pico o eficaz?

Agradecería respuestas a las tres preguntas ya que he visto de todo ... [img size=415] [/img]

EA4AGA
(ex EB4FOV)
Álvaro
IN80kp - Guadalajara

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EA7EE
Mensajes: 1621
#62806  - 5 marzo, 2009 01:18 

Hola!!

Siempre vas a medir el voltaje de pico que es al voltaje al que se carga el condensador y de ahí calculas la potencia en CW con la fórmula que has dado sin problema si la señal no está modulada. Esto es lo que hacemos todos los que trabajamos QRP (supongo que querrás el circuito para probar algún amplificador).

Si la señal está modulada dependiendo de la modulación la potencia RMS será diferente y solo puedes medir la de pico. Esa fórmula que pones para pasar de pico a rms solo vale para una onda senoidal, o sea señal sin modular.

Hay formas de medir la potencia RMS para señales moduladas, pero no es fácil.. Además de usar calorímetros y analizadores varios supongo que si es una modulación periódica y conoces el tipo y profundidad de modulación lo puedas calcular analíticamente haciendo la integral, o sea con una calculadora. Pero creo que no sirve de mucho..

Que yo sepa los fabricantes dan la potencia en CW y PEP (o sea de pico). Resulta curioso ver en casi todas las especificaciones de amplificadores CB que se indica la potencia en FM y luego la potencia en SSB y suele ser el doble. Este misterio sin resolver, creo que realmente es una tonteria..

Si el ampli te da 50W en CW no significa que te va a dar 100W en SSB, en SSB te dará 50W. Lo que pasa es que si lo sobreexcitas en CW te lo cargaras, pero si lo sobreexcitas en SSB todavia puede aguantar y llegar a darte los 100W PEP..

Otra cosa curiosa es el pulsador que llevan muchos medidores de potencia. Este pulsador lo pulsamos en SSB para medir potencia y no es que convierta nada en la escala, si no que hace que la aguja se mueva menos y podamos medir con más tranquilidad cuando hablamos algo similar a la potencia de pico (el circuito lleva un simple condensador que se carga a aproximadamente la tensión de pico).

Más conjeturas??
Saludos
Manolo
EA7EE

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EA5BLP
Mensajes: 539
#62825  - 5 marzo, 2009 09:46 

Básicamente estoy de acuerdo con las apreciaciones de Manolo. Con el equipo de medida propuesto se puede medir por derivación la potencia de cresta o RMS, que es la indicación que dan los fabricantes. Lo que ocurre es que esa indicación nos dice muy poco, puesto que sólo es válida para una portadora o para un tono continuo modulado.En el caso de nuestras transmisiones, este es un caso que no se da en la práctica, puesto que todas las señales que transmitimos estan moduladas con diferentes profundidades .Lo que realmente nos interesa es la potencia media, que es función del tiempo y de la profundidad de modulación. Por ejemplo: En una transmisión telegrafica, existen pausas entre los pulsos emitidos. La potencia calórica disipada por una resistencia de carga de 50 Ohms a la salida de nuestro paso final sería exactamente la magnitud que nos interesa conocer, porque resulta equivalente a la potencia media, que a su vez es función del tiempo y de la amplitud. En el caso de la CW puede obtenerse por aproximación teniendo en cuenta que nuestro ciclo de transmisión es más o menos del 50%.(En una transmisión standard la mitad del tiempo el manipulador está en posición de no transmisión), luego la potencia media será el 50% de la de cresta o pico. Por otra parte no se debe confundir el voltaje pico a pico con la potencia de pico o RMS, si bien una puede derivarse de otra. La primera es una magnitud variable de CA, la segunda una indicación fija que nos ofrece una referencia (que no dice mucho) sobre el funcionamiento de nuestro equipo. Pero referencia al fin y al cabo.
73 dx!

Juan
EA5BLP
http://www.youtube.com/user/ea5blp

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EA5BLP
Mensajes: 539
#62839  - 5 marzo, 2009 10:44 

Se me olvidaba en el anterior comentario. Las diferencias entre las potencias indicadas en los equipos según el tipo de modulación (el misterio del que habla Manolo y que el explica muy bien), también pueden entenderse atendiendo al concepto de ciclo de transmisión al que antes hacia referencia. En FM , cuya amplitud es constante, el ciclo es del 100%. En ssb, del 20 al 40 % dependiendo del uso de procesador. En cw del 50 o 60%. Por lo tanto, los fabricantes indican la potencia a la que trabajará nuestro equipo para no sobrecargar el paso final en función de dicho ciclo. En FM, dicha indicación coincidirá-aproximadamente- con la potencia media que es la medida que realmente nos interesa. Si la potencia de pico en FM es de 40 Watts para un equipo capaz de entregar 100w de pico en cw, entonces la potencia media en cw será aproximadamente de 40 o 50 watts. El cálculo en ssb se complica debido a la complejidad de la modulación, pero dado que el ciclo es inferior (20 a 40%) la potencia de pico será un 50 0 60% superior a a la FM , cuyo ciclo es del 100%.

Juan
EA5BLP
http://www.youtube.com/user/ea5blp

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EA4AGA
Mensajes: 508
#62807  - 6 marzo, 2009 18:22 
Escribió:
Siempre vas a medir el voltaje de pico que es al voltaje al que se carga el condensador y de ahí calculas la potencia en CW con la fórmula que has dado sin problema si la señal no está modulada. Esto es lo que hacemos todos los que trabajamos QRP (supongo que querrás el circuito para probar algún amplificador).

Queda claro entonces que estoy midiendo tensión de pico con un multimetro que mide RMS, por tanto a la lectura obtenida le multiplicaremos por 0.707 para obtener la tensión real entregada.

Escribió:
Si la señal está modulada dependiendo de la modulación la potencia RMS será diferente y solo puedes medir la de pico. Esa fórmula que pones para pasar de pico a rms solo vale para una onda senoidal, o sea señal sin modular.
Escribió:
..... Lo que realmente nos interesa es la potencia media, que es función del tiempo y de la profundidad de modulación. Por ejemplo: En una transmisión telegrafica, existen pausas entre los pulsos emitidos. La potencia calórica disipada por una resistencia de carga de 50 Ohms a la salida de nuestro paso final sería exactamente la magnitud que nos interesa conocer, porque resulta equivalente a la potencia media, que a su vez es función del tiempo y de la amplitud ....

Ya suponía que habría que medir sobre una portadora sin modular ya sea AM, FM o CW, si no, lógicamente, falsearía las medidas en función de la modulación aplicada.

Otra más, con respecto a la formula de cálculo de la potencia, encuentro otra duda al ver las dos opciones en diferentes sitios y con la misma configuración:

La tensión total sería el resultado de la medida sobre la carga a la cual ¿resto la caída de tensión en el diodo o la sumo? Para mi que es restarle ¿no?

Y para finalizar,la caída de tensión en el diodo también es tensión de pico, por tanto la formula final sería ¿algo asi?:

Donde:
Vrp es la tensión de pico medida sobre la resistencia de carga
Vdp es la tensión de pico que cae entre A y K del diodo

Gracias por vuestra ayuda. [img size=366] [/img]

EA4AGA
(ex EB4FOV)
Álvaro
IN80kp - Guadalajara

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EA1OS
Mensajes: 131
#62977  - 6 marzo, 2009 18:42 

Hola, ojo con los términos, la potencia RMS no tiene ningún sentido físico y por lo tanto no es correcto hablar de potencia RMS, lo correcto es hablar de potencia media o potencia promedio. El concepto RMS (la raiz cuadrada de la media de los cuadrados) solo tiene sentido al hablar de los valores eficaces de tensiones o corrientes, pero nunca al hablar de potencia.

Para más información y no repetir lo que ya está escrito:

http://www.eznec.com/Amateur/RMS_Power.pdf

73 y DX de EA1OS

73 Y DX de EA1OS - José Alberto
http://www.ocvnet.es

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EA3KP
Mensajes: 4239
#62984  - 6 marzo, 2009 20:22 

Hola,

Aqui tienes para montar un ROS detector de cresta,puedes tambien montarlo con una carga ficticia.
http://www.f1te.org/Peak_power/HM102.htm
Si tienes alguna duda te puedo tradurcir el texto .

Saludos.
Ramon

Ramon

ea3kp@yahoo.es
ea3kpbcn@gmail.com

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EA5BLP
Mensajes: 539
#62808  - 7 marzo, 2009 02:03 

Te propongo otra alternativa si tienes osciloscopio.
El voltaje pico a pico es igual a 2,2828 el voltaje RMS. O lo que es lo mismo, (calculando la inversa): El voltaje RMS es igual a 0,3535 x Vpp.
La potencia media en watts será igual a RMS elevado al cuadrado /50.
No suele fallar!
73 dx!

Juan
EA5BLP
http://www.youtube.com/user/ea5blp

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EA7EE
Mensajes: 1621
#63031  - 7 marzo, 2009 10:55 

A ver Alvaro..

No me has entendido. Con el multimetro mides tensión continua.. la coges lo elevas al cuadrado y lo divides por 50 y punto.. como dice EA5BLP.. no le des más vueltas...

La caída de tensión en los diodos la puedes despreciar.. Incluso en ambientes QRP se suele medir también la potencia sobre otras cargas diferentes de 50 ohm, por ejemplo 330ohms o 1Kohms para probar etapas intermedias..

Saludos
Manolo
EA7EE

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EA5BLP
Mensajes: 539
#63065  - 7 marzo, 2009 15:01 

Por aclarar conceptos:
-La medida de potencia que dan los fabricantes de los equipos es potencia RMS.
-La potencia RMS no tiene en cuenta las caracteríticas de la modulación ni su ciclo.
-Lo que vas a medir con el multimetro conectado a la salida de tu sonda es voltaje RMS.
-La Potencia RMS es igual al Voltaje RMS al cuadrado / resistencia.
-El voltaje pico a pico (el que mides con el osciloscopio) es igual a 2,2828 multiplicado por el voltaje RMS.
-El voltaje RMS es igual 0,3535 multiplicado por voltaje pico a pico.
-La potencia media en watts es igual al voltaje RMS elevado al cuadrado / 50.
-La caida de tensión en el diodo la puedes despreciar, a no ser que quieras una precisión de miliwatts en tu medida.

Saludos.

Juan
EA5BLP
http://www.youtube.com/user/ea5blp

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EA4AGA
Mensajes: 508
#63071  - 7 marzo, 2009 20:57 

Probaré así y voy manos a la obra. Muchas gracias por vuestra ayuda

EA4AGA
(ex EB4FOV)
Álvaro
IN80kp - Guadalajara

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EA5BLP
Mensajes: 539
#63070  - 7 marzo, 2009 22:53 

Gracias a ti, Alvaro.
Estas dudas nos inducen a repasar conceptos y a refrescar las ideas.
Esto es radio!
73 dx!

Juan
EA5BLP
http://www.youtube.com/user/ea5blp

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EB5BON
Mensajes: 49
#63105  - 9 marzo, 2009 11:49 

Hola gracias a todos por este interesante hilo, mi participiacion es solo para indicar que creo que se nos ha colado un gazapo en los calculos de EA5BLP ( perdón pero no conozco tu nombre ), cuando comentas que el voltaje pico-pico es igual al voltaje RMS por 2.2828, me parece que el factor es 2.828. Por que si hacemos la inversa ( Vrms=Vpp * 0.3535 ) no se cumplen las reglas de igualdad.Creo que este factor corresponde a dos veces la raiz cuadrada de 2 cuyo valor es 2.8284.

No me hagas mucho caso por que puede ser que también ande yo equivocado, correjirme por favor.

73++

EB5BON - Juanjo

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EA5BLP
Mensajes: 539
#63236  - 9 marzo, 2009 12:30 

Si Señor.
Saludos.
Joan

Juan
EA5BLP
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