Reflexiones sobre Potencia PEP y AVG

Hola,

Adjunto una tabla que acabo de ver en un manual de un medidor de Daiwa, concretamente un CN-801 HP;

73, Máximo - EA1DDO

Hola,

Acabo de hacer un vídeo. A ver que os parece:

Es una comparación de 100W en modo PEP y en modo Avg en un Daiwa CN-801-HP.
El instrumento está en la escala de 200W.
Por cierto, para mostrar PEP, este medidor necesita alimentar la circuitería con 12v.

73, Máximo - EA1DDO

Me gusta esta porque deja bien claro que PEP no es potencia de los picos ni la instantánea...

https://www.rfglobalnet.com/doc/basics-of-power-measurement-average-or-peak-0001

una especie de traducción automática (si, ya se que es un crimen):

Un sensor de energía entra en un bar y el camarero dice: "Me alegro de que estés aquí; Necesito tomar una medida. ¿Puedes echar un vistazo? "Y el sensor responde," No lo siento, yo soy sólo un sensor de potencia promedio. "Ba-dum-ching! ¿Consíguelo? Peek versus peak ... pero es sólo un sensor promedio ...? Bien, es cierto, no es tan gracioso, pero al final de este artículo al menos tendrá sentido.

Al configurar un sistema de prueba, es fundamental conocer los tipos de mediciones que desea realizar para seleccionar el equipo adecuado. En el mundo de la medición de potencia, uno puede ser fácilmente confundido por los diferentes tipos de sensores y sus diferentes capacidades de medición. Analizar a través de algunos de la terminología puede ayudar a facilitar el proceso de selección.

¿Promedio o pico?

Al igual que el de la broma, muchos medidores de potencia o sensores tienen los términos promedio o máximo en su descripción, pero esos dos términos no son tan intuitivos como parecen. Para realmente entender los diferentes tipos de mediciones, querrá profundizar un poco más. Los siguientes términos pueden ayudarnos a entender la diferencia entre los sensores de pico y promedio y sus capacidades:

Potencia instantánea
Potencia del sobre
Potencia máxima de envolvente
Potencia media de ráfaga
Energía promedio
El ejemplo de una señal modulada por impulsos en la figura 1 ayuda a ilustrar estas definiciones:

Figura 1: Mediciones máximas y medias de una señal modulada por impulsos

El primer término, Potencia instantánea, P (t), es la potencia real de la señal en un momento dado. En un instrumento de prueba, se vería como una reproducción de la forma de onda. La captación de energía instantánea requiere instrumentación que pueda reaccionar con la suficiente rapidez como para captar los rápidos cambios en la señal. La mayoría de los medidores de potencia / sensores no son lo suficientemente rápidos, por lo que sería necesario un digitalizador de alta velocidad o un osciloscopio de almacenamiento digital (DSO). En la mayoría de los casos, cuando alguien se está refiriendo a una medición de potencia "de pico", se refieren a la potencia de la cresta de la envolvente y no a la potencia instantánea máxima.

La potencia de la envolvente, Pe (t), es el cambio de amplitud debido a la modulación, oa veces la distorsión, y es otra medida en función del tiempo. La potencia de la envolvente no es una recreación de la forma de onda en sí, sino una representación de la potencia media sobre el intervalo de apertura del sensor en cualquier punto del tiempo (véase la figura 2 para otro ejemplo de la relación entre la potencia envolvente y la potencia instantánea).

La potencia máxima de envolvente, PEP, es la medición de potencia única más alta dentro de las lecturas de potencia de envolvente. La detección correcta de la PEP requiere que el cambio de amplitud de la señal de modulación esté a una velocidad dentro del ancho de banda de vídeo del sensor. Tenga en cuenta que los medidores de potencia a menudo proporcionan factor de cresta o relaciones de potencia pico a promedio (PAPR). En este caso, la potencia de pico es realmente PEP, en lugar de la potencia de pico instantánea. Más sobre el ancho de banda de vídeo y factor de cresta más tarde, sin embargo. La potencia media de ruptura, PBAvg, es simplemente la potencia promedio desde dentro de la ráfaga. La captura de estos tres valores requiere un sensor de potencia de pico, como el Sensor de Pulso MA2411A de Anritsu o el Sensor USB de Pico Inline MA24105A.

Figura 2: Otro ejemplo de poderes instantáneo vs. pico vs. promedio

El último valor en nuestra lista es la potencia media, Pavg (representada por la línea púrpura en la Figura 1), que es la potencia media tomada durante un período de tiempo especificado. En nuestro ejemplo, es durante el período desde el comienzo de una ráfaga a la siguiente (también conocido como el intervalo de repetición de impulsos, o PRI). Esta es la medida que obtendrá de los sensores de potencia promedio, como los sensores de alimentación USB universales MA24208A / 18A de Anritsu. Estos sensores particulares basados ​​en diodos se denominan a veces sensores RMS verdaderos, porque están diseñados para mantener la señal medida dentro de la región de ley cuadrada del diodo - donde la salida CC del circuito sensor tiene una relación lineal fuerte con la cuadrado del voltaje RF aplicado. Esto les permite medir con precisión la potencia promedio de la mayoría de las señales, incluidas las señales moduladas, de múltiples tonos o pulsadas. Para señales no moduladas (es decir, onda continua o CW), sensores como las series MA247xD y MA244xD de Anritu pueden funcionar en los tres rangos de diodos (lineal, de transición y cuadrado) para determinar la potencia media.

Tenga en cuenta que, aunque el sensor promedio no puede medir la potencia de pico de la modulación, en algunos casos se puede utilizar para determinar ciertas características de la ráfaga. Por ejemplo, en el ejemplo de señal de impulsos utilizado en el diagrama, se puede determinar la potencia media de ráfaga, siempre y cuando conozca el ciclo de trabajo de su señal. En este caso, el PBAvg es igual a Pavg dividido por el ciclo de trabajo, donde el ciclo de trabajo es el ancho de pulso dividido por el intervalo de repetición de impulsos.

Factor de cresta

Como se mencionó anteriormente, algunos sensores proporcionarán un factor de cresta, que es la relación entre la potencia media y la potencia máxima de la envolvente. Asegúrese de prestar atención a señales con un factor de cresta alto; la potencia media puede no ser precisa si la potencia de pico está más allá del rango de medición del sensor. También es posible dañar los instrumentos de prueba con una potencia de pico suficientemente alta, incluso si la potencia media está dentro de los límites especificados.

Ancho de banda de vídeo

Un último término importante para recordar cuando se elige entre pico y sensores medios es el ancho de banda de vídeo. Una idea errónea común es que el ancho de banda de vídeo siempre debe coincidir con la frecuencia de modulación con el fin de hacer una medición de potencia precisa. Esto sólo es cierto cuando se capturan mediciones de pico de potencia. Si está utilizando un sensor RMS o medio, el ancho de banda de vídeo es mayormente irrelevante para su capacidad de realizar la medición que necesita.

Aplicaciones

Con una mejor comprensión de las definiciones, es el momento de preguntarse qué medidas necesita para su aplicación específica. Las mediciones de pico serán importantes cuando esté tratando de caracterizar señales moduladas, como radar o LTE, o en el laboratorio de I + D para la verificación del diseño. Por ejemplo, alguien que caracteriza una señal de radar puede estar interesado en los tiempos de subida y de caída de la señal, cualquier sobrepaso que pueda existir, o si la señal disminuye o no durante el pulso. Para las señales de comunicación, los ingenieros pueden querer saber que las señales están transmitiendo a niveles de potencia correctos para evitar distorsiones, o para cumplir con las exigencias regulatorias.

Las medias lecturas de potencia serán suficientes para cualquier señal CW o en configuraciones en las que la señal modulada se haya caracterizado suficientemente bien para que una lectura de potencia promedio proporcione información suficiente para verificar el funcionamiento correcto.

Resumen

Seleccionar el sensor de potencia adecuado puede ser un desafío, incluso al elegir entre los sensores de promedio y de pico. Comprender la diferencia entre los dos tipos de medidas es la clave para elegir la correcta. Un rápido estudio de los diferentes términos de medición de potencia puede ayudarle a realizar una adquisición de sensor informada o simplemente prepararlo para la próxima vez que se encuentre con uno en una barra.

En la próxima parte, revisaremos las incertidumbres asociadas con las mediciones de potencia para ayudarle a entender qué tan confiada puede estar en sus resultados.

Sobre el Autor

Russel Lindsay es gerente de producto de Anritsu Company, especializada en medición de potencia y generación de señales. Russel ha trabajado en pruebas y mediciones durante los últimos cuatro años, antes de que pasó tiempo en varios roles de ingeniería en el sector aeroespacial y la defensa, desde ingeniería de sistemas y pruebas hasta diseño de I + D. Tiene una Licenciatura en Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Utah y una Maestría en Administración de Empresas de la Universidad Estatal de Arizona.