SWR-PWR meter ver.7
Aceasta
versiune de SWR metru este una de sine-statatoare si este destinata celor care
doresc sa-si construiasca un aparat separat de masurare a swr-ului si a puterii
de radiofrecventa. Acest model de aparat se preteaza oricarei statii de
radioamatori sau se poate folosi in domeniul CB pentru acordul antenelor si/sau
masurarea puterii de iesire.
Schema de plecare a acestui aparat se aseamana
in mare masura cu schema veche de SWR-PWR metru versiunea 5.17 dar am venit cu
unele imbunatatiri in ceea ce priveste cuplorul de antena si softul. Iata
schema de la noul aparat:
O
facilitate noua adusa acestui aparat este ca poate sa masoare puterea pe doua
scale diferite 1:1 respectiv 1:10. Trecerea de la o scala de masurare la alta
se face din soft prin selectarea meniului respectiv, si se traduce prin
actionarea unui releu care comuta divizorul de tensiune de la intrarea de
masurare Dir/Ref. Acest divizor divide tensiunea generata de cuplorul de
antena cu 1:3,17 pentru ca puterea
citita sa fie de zece ori mai mica , deci scala aparatului sa fie de 1:10.
Puterea masurata de aparat se supune unei
formule arhi-cunoscute:
P = (U * R * Fact)^2 /100 [W]
Unde:
- "U" este tensiunea continua de la iesirea cuplorului de antena
- "R" este raportul dintre tensiunea reala de la bornele rezistentei
de sarcina si tensiunea data la iesirea cuplorului de antena.
- "Fact" este factorul de scalare al tensiunii "U" cu
intrarea ADC, de maxim 5V, a microcontrolerului, rezultata din procedura de
calibrare.
Precizia aparatului depinde in mare masura de exactitatea datelor introduse in
procedura de calibrare.
Ca si versiunile anterioare de
SWR-metre produse de mine, si acesta are cateva meniuri inter-schimbabile, cu
ajutorul carora se pot vedea parametrii masurati. Aceste meniuri afisate de
aparat sunt:
MENIUL PRINCIPAL
Acest meniu, este afisat in mod permanent pe ecranul aparatului,
atata timp cat aparatul nu sesizeaza semnal de radiofrecventa la intrare. Adica
modul Stand-by.
MODUL STAND-BY
In modul Stand-by aparatul afiseaza starea
divizorului de putere prin afisarea “/10” daca este activat sau fara nimic
afisat in loc daca este dezactivat. Deasemenea in modul Stand-by pe ecran se
pot citi informatii referitoare la tensiunea bateriei de alimentare si
temperatura.
Daca aparatul sesiseaza la intrare semnal de
radiofrecventa, atunci display-ul se comuta in mod automat pe afisarea
valorilor masurate in conformitate cu meniul ales. Citirea se face pe bargraf
analogic si valoare digitala absoluta.
O mentiune foarte importanta de facut este aceea
ca valoarea PUTERII AFISATE este egala cu
diferenta intre PUTEREA DIRECTA calculata si PUTEREA REFLECTATA calculata in
functie de semnalele de pe cele doua intrari: Dir respectiv Ref.
Pafisata = Pdir – Pref
MENIUL POWER DIVIDER
Prin
apasarea succesiva a butonului “MODE” se trece de la un meniu la altul. Daca
butonul se tine apasat mai mult de 3 secunde, atunci se actioneaza divizorul de
tensiune astfel:
MENIUL CALIBRARE
Ca si la variantele anterioare de SWR-PWR metre construite de mine, si
acesta este dotat cu un meniu de calibrare a factorului de putere.
Raportul de unde stationare este dat de formula: SWR
= (DIR+REF) / (DIR-REF)
Valorile analogice de tensiune date
de catre cuplorul de antena sunt direct proportionale cu tensiunile reale de pe
circuitul de antena deci, factorul SWR nu trebuie calibrat.
In schimb puterea calculata este influentata direct de raportul dintre
tensiunea reala pe antena si tensiunea scalata de la intrarea de citire a
microcontroler-ului, care nu trebuie sa depaseasca 5Vpp. Din acest motiv
puterea necesita o procedura de calibrare. Aceasta procedura este implementata
in soft, si este relativ usor de facut daca se respecta pasii descrisi in cele
ce urmeaza.
Materiale
necesare pentru calibrare: Sonda
de RF
· sonda
de radiofrecventa cu o dioda
· Digital
Multimeter
· sarcina
ne-inductiva de 50Ω de putere
· calculator
de buzunar (HI!)
La
iesirea transceiverului se conecteaza sarcina fictiva de 50Ω, sonda de RF
se cupleaza la intrarea unui DVM setat pe tensiune continua. Se tine apasata
tasta “SET” si se porneste aparatul.
Va apare mesajul de calibrare pe ecran. In
acest moment se elibereaza tasta.
Aparatul
este gata de masurare. Se porneste trcv-ul si se transmite un ton continuu CW
sau FM cu o putere de maxim 100W. Se ajusteaza semireglabilul de 2,5KΩ de
pe iesirea de 1:1 DIR Adj a cuplorului de antena, in asa fel incat deviatia
bargraf-ului sa fie aproape de capatul de scala dar nu
la capat! Aproximativ intre 400- 450 Div. Apoi
se apasa tasta “SET”.
In acest moment se citeste tensiunea continua de pe scala DVM.
Acum vom calcula puterea citita in acest punct pe sarcina fictiva.
Trebuie
mentionat faptul ca tensiunea masurata cu sonda detectoare de RF, si
Digital-Voltmeter, da rezultate multumitoare in cele mai multe din cazuri.
Aceasta tensiune reprezinta tensiunea efectiva pe sarcina, si nu tensiunea
Varf-la-Varf. Daca cunoastem tensiunea efectiva, o introducem in formula:
P = {[(Uef * 1,41)^2] / 50} *0,73 [W]
Formula este preluata din manualul
radiotehnicianului amator si se refera la redresarea mono-alternanta la
frecventa de 50Hz. Din experienta am dedus ca se potriveste destul de bine si
la frecvente ridicate. Depinde de dioda redresoare utilizata. In acest caz
recomand dioda detectoare cu Ge, EFD108.
Daca am calculat puterea rezultata, se apasa
alternativ tastele “MODE” si “SET” pentru a seta valoarea puterii calculate, pe
afisajul aparatului. In momentul atingerii valorii corecte se elibereaza ambele
taste pentru cca.3 sec.
Aparatul va memora calibrarea si se va restarta.
AJUSTAREA
DIVIZORULUI DE TENSIUNE 1:10
Dupa etalonare este necesara ajustarea
celorlalte semireglabile din divizorul de tensiune.
Se seteaza meniul de lucru al aparatului pe
“Dir-Ref analogic”. Se porneste transceiverul testat, pe purtatoare CW sau FM
la puterea testata pe sarcina fictiva. Se citeste valoarea diviziunilor
indicate pe bargraful de sus corespunzator Dir; de ex. D395. Apoi se inverseaza
intrarea cu iesirea aparatului si se trece din nou pe emisie. De data aceasta
indicatia aparatului se va face pe bargraful de jos corespunzator Ref. Se
ajusteaza din semireglabilul de 2,5KΩ de pe “Ref 1:1 Adj” pana se va citi
pe bargraf valoarea citita anterior pe Dir; in exemplul nostru valoarea de
“R395”.
Se reface conexiunea normala intrare/iesire in
aparat. Acum vom trece la ajustarea divizorului de 1:10.
Se trece din nou pe emisie si setam aparatul pe
meniul “Power-meter”.
Citim valoarea puterii obtinute pe sarcina
fictiva. De exe. 55W.
Trecem aparatul pe domeniul 1:10 si citim din nou valoarea puterii masurate. Ajustam
din semireglabilul de 1KΩ “Dir 1:10
Adj” pana citim pe afisaj valoarea de 5,5W care corespunde cu 55W pe domeniul
de 1:10. Astfel pentru o indicatie de
99W aparatul este capabil sa citeasca puteri de 990W! Totul e sa reziste
torurile din cuplorul de antena.
Se va seta meniul aparatului pe domeniul
“Dir-Ref analogic”, ramanand mai departe pe divizorul de 1:10. Se va citi indicatia corespunzatoare puterii afisate
de 5,5W pe divizor 1:10. Sa zicem de
ex. “D126” pe bargraful de sus.
Se vor inversa din nou intrarea cu iesirea si se
va emite din nou. De data aceasta se ajusteaza semireglabilul de 1KΩ “Ref
1:10 Adj” pana se va citi indicatia
de “R126” pe bargraful de jos. Cu aceasta reglajele aparatului sunt facute si
este gata de lucru.
Am facut calibrarea
astfel, si am comparat citirea aparatului meu cu un power-metru profesional de
la Sommerkamp SK-M2120A. Diferentele au fost de
maxim 5W intre aparate !
Aparatul l-am introdus
intr-o cutie de plastic cu mufe si butoane atasate. Iata cateva imagini:
Cablajul imprimat este cel de la versiunea 5 cu
mici modificari. Dimensiunile sunt 82x38 mm.
Request software Ver. 7