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sábado, 17 de septiembre de 2011

El Watimetro

Hola a todos, como sabrán hemos ajustado el amplificador final del bitx20, para ello usamos: una carga fantasma, el watimetro, amperimetro y el osciloscopio. Pero, que pasa si recién estamos comenzando y no disponemos de este instrumental?, como mido la potencia que desarrolla nuestro amplificador?. Una forma sencilla seria colocar una lampara en la salida de nuestro amplificador, esto nos daría una visión de lo que sucede. Esto tiene sus defectos, ya que la lampara usada no presenta la impedancia necesaria para que nuestro amplificador desarrolle toda su potencia, ademas la resistencia del filamento disminuye con el aumento de la temperatura. Por este motivo les propongo los siguientes circuitos:

watimetros
Como verán son circuitos muy fáciles de armar. Para el que disponga de un instrumento de aguja como ser  un tester en desuso puede usarlo sin inconveniente. El funcionamiento del mismo es sencillo, la resistencia de 50 ohm sirve para simular nuestra antena y adapta la impedancia de salida de nuestra amplificador para desarrollar toda su potencia sobre esta. El diodo rectifica la señal alterna de RF convirtiéndola en una tensión de CC y,  por ultimo, el capacitor se carga para mantener un voltaje constante.

watimetro sencillo
Una vez armado nuestro watimetro sencillo vamos a probarlo, para que todos entiendan su uso, procedí a  medir una potencia de 10 w de RF con mi watimetro construido en casa, ver imagen. Este nos muestra la potencia que se desarrolla sobre la carga fantasma en distintos parametros: en watt, dBm y el voltaje pico a pico sobre la carga. Ademas cuenta con otras funciones útiles para el desarrollo de nuestro hoby. Para quien desee armarlo vea el siguiente link, watimetro digital. Si alguien necesita el pic 16f876 ya programado junto con al AD8307 no dude en consultarme.

watimetro digital
Siguiendo con el tema,  y ya teniendo todo en su lugar, procedemos a conectar nuestro watimetro sencillo y observamos el valor de la tensión en nuestro voltimetro digital. Como pueden apreciar en la imagen el voltaje se encuentra a la mitad del valor que nos muestra en la imagen anterior. A que se debe esto? esto se debe a que nuestro watimetro solo nos muestra la tensión pico sobre la carga.

tension pico sobre la carga fantasma de 50 ohm
Para obtener la potencia real sobre nuestra carga fantasma vamos a usar la siguiente formula W=VxV/50, remitiéndonos a la fotografía anterior podemos ver que el voltaje es de 22, 3 Vpp, entonces aplicamos la formula W=22,3x 22.3/50= 9.94 W de RF, ahora es el turno de nuestro watimetro sencillo. Como vemos, la tensión sobre la carga es de 11.05Vp; a esto lo multiplicamos por 2 y obtenemos  22.1 Vpp y ahora aplicamos la formula descripta anteriormente W=22.1x22.1/50=9.76 W. Como pueden ver es bastante aproximado al valor de mi watimetro digital.
Pero acá no se termina la cosa, al tratar de medir potencias del orden de 1 wat observe un pequeño error que detallo a continuación; como pueden ver  he ajustado el amplificador para entregar una baja potencia.


1watt
Según la formula anterior la potencia se determina asi W=7.07x7.07/50=0.999 W. Bien hasta acá esta todo sin cambio alguno, ahora pasemos a nuestro watimetro sencillo,  veamos las mediciones arrojadas.

medición de 1 W con el watimetro sencillo
Ahora vamos a aplicar nuestra formula nuevamente. No olvidemos multiplicar los 2.84Vp por 2 = 5.68Vpp, entonces si aplicamos la formula W=5.68x5.68/50=0.64W, como vemos nos están faltando 400mW, pero esto no es tan así , acá no hemos tenido en cuenta el umbral de conducción del diodo 1N4148 que en este caso es de 0.7V por ser de silicio, ahora vamos a aplicar la formula nuevamente, sumando los 0,7V . Entonces quedaría así:  2.84+0.7= 3.54Vp, a esto lo multiplicamos por 2 = 7.08Vpp. Ahora  si estamos en condiciones de desarrollar la fórmula mencionada W=7.08x7.08/50= 1W, como vemos hemos corregido el error mencionado anteriormente.

Como comentario final puedo decir que es muy practico este vatimetro y muy fácil de armar el único inconveniente es el realizar los cálculos de corrección al medir baja potencia. Espero les sea útil mi propuesta.

73 y Dx 









10 comentarios:

  1. hola q tal me interesa mucho el watimetro tengo el circuito ya armado y el pic programado me gustaria si me podrias vender los AD8307 ya q no los consigo muchas gracias espero tu respuesta

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    1. Hola Federico mira en mi eshop en componentes en esta misma pagina, creo que me queda un AD8307, saludos

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  2. Que lindo blog Colega,Felicitaciones.

    Saludos El Griego.

    Pd quiero el circuito del analizador de espectro jaja......

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    1. Hola El griego, gracias por visitar mi blog,saludos

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  3. Hola Gabriel, muy interesante el blog, ya he extraído varios circuitos de éste y funcionan muy bien! muy agradecido por tus aportes! con respecto al vatímetro te hago una consulta, la resistencia de 50 Ohm que se pone en paralelo con el circuito vendría a hacer las veces de carga fantasma verdad? es decir, debería ser de un wataje similar al que entrega el equipo para soportarlo sin quemarse cierto? No se puede hacer el mismo circuito pero en lugar de usar la resistencia poner directamente la antena y en paralelo el circuito del vatímetro? saludos y gracias!

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  4. Siento deciros que tanto el watimetro y por tanto la formula de calculo estan mal.
    La formula correcta es V*V/ Z*2
    Esto quiere decir que el watimetro esta indicando el doble de la potencia real.

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    1. el watimetro esta bien,mide tension eficaz o rms sobre la carga por lo que la formula esta bien P=Vef/z.ahora bien el voltimetro digital mide la tension de pico despues de ser rectificada por el diodo,es decir la tension de pico por lo que la formula ahora es P=Vp/2*Z y si midiesemos la señal pico a pico con un osciloscopio la formula seria P=Vpp/8*Z

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    2. lo que si esta claro es que hay un error en la lectura del fluke yo creo que debido a la frecuencia en juego.en vhf no es facil tomar una lectura correcta.despues del diodo deberia llevar una inductancia en serie para eliminar los residuos de rf y que estos no falseen la medicion

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  5. saludos amigos este vatimetro se podra usar con un transmisor de 300w?

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  6. hola amigo...te consulto por el analizador de espectro..que armaste..tendrias el circuito? gracias ..saludos..lu1acg/gp

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