Traducere de Valerica Costin - YO7AYH
În cel putin dou? articole ap?rute anterior s-a f?cut referire la
rezistenta intern? a amplificatoarelor de putere de RF din emit?toarele radio.
O metod? practic? pentru determinarea acestei rezistente a fost descris? de Dr.
David Knight - G3YNH în articolul "1-30 Measuring source resistance", articol ce poate fi g?sit
accesând linkuk http://www.g3ynh.info/zdocs/AC_theory/part_4.html.
Textul articolului este tradus si publicat mai jos,
cu acceptul doctorului David Knight.
În testul ar?tat
mai jos, tensiunea de iesire a generatorului (emit?tor radio, etc.) este
m?surat? folosind dou? rezistente de sarcin? diferite, celelalte variabile
fiind mentinute constante. Circuitul este în asa fel construit încât s?
rezulte capacit?ti si inductante parazite cât mai mici (de exemplu prin
utilizarea de conductoare cât mai scurte). Se presupune c? impedanta sursei
este pur rezistiv?, aceast? presupunere fiind acceptabil? în cazul unui
amplificator de RF cu tranzistori, ceea ce nu se poate spune despre un
amplificator de RF cu tuburi electronice. Pentru evitarea interferentelor care
ar putea fi provocate de diferitele circuite de protectie, testul trebuie
efectuat la un nivel sc?zut de putere (mai mic de 10% din maximum puterii de
iesire). Voltmetrul trebuie s? aib? o rezistent? de intrare ridicat? si trebuie
s? fie capabil s? m?soare tensiunea de iesire la frecventa respectiv?.
Voltmetrele ordinare nu sunt capabile s? m?soare tensiuni la frecvente
ridicate, de aceea cele mai adecvate sunt osciloscoapele cu sonde de prelevare
a tensiunii de impedant? ridicat?. În cadrul testului trebuie s? se determine
cu exactitate doar raportul tensiunilor, valorile absolute fiind f?r?
important?.
Se noteaz?
tensiunile de iesire cu V1 si V2. Tensiunea de iesire
este V1 atunci când la iesire este conectat? rezistenta R1,
respectiv V2 atunci când la iesire este conectat? rezistenta R2.
Se noteaz? cu V tensiunea electromotoare a generatorului.
Tensiunile de
iesire V1 si V2 sunt date de relatiile:
V1 = I1R1=
[V / (Rg+R1)]R1 = VR1 / (Rg+R1)
V2 = I2R2
= [V / (Rg+R2)]R2 = VR2 / (Rg+R2)
Rearanjând aceste
dou? expresii pentru obtinerea tensiunii V se obtine:
V = V1(Rg+R1)
/ R1 si V = V2(Rg+R2)
/ R2
Egalând cele dou?
expresii ale lui V se obtine:
V1(Rg+R1) / R1
= V2(Rg+R2)
/ R2 sau
R2V1(Rg+R1) = R1V2(Rg+R2). Rezolvând
aceast? ecuatie pentru Rg
se obtine:
Rg(R2V1-R1V2)
= R1R2(V2-V1)
Rg = R1R2(V2-V1)
/ (R2V1-R1V2)
Fortând pe V1
s? fie factor comun atât la num?r?tor cât si la numitor si dup? simplificarea
cu V1 se obtine pentru Rg o relatie în care apare doar
raportul tensiunilor V2 si V1:
Rg = R1R2( [V2/V1]
- 1) / (R2 - R1[V2/V1])
Pentru reducerea la
maximum a erorilor de m?surare este necesar ca cele dou? rezistente de sarcin?
R1 si R2 s? fie în mod apreciabil diferite ca valoare. O
diferent? prea mare a acestor rezistente fat? de rezistenta de sarcin?
preferat? ar conduce la actionarea circuitelor de protectie ale
amplificatorului de putere. Pentru un emit?tor proiectat s? opereze pe o
rezistent? de sarcin? preferat? de 50 ohmi, cele dou? rezistente de sarcin? pot
avea valorile de 25 ohmi si respectiv 100 ohmi. Pentru aceste valori raportul
de und? stationar? este de 2:1.
În ambele cazuri
coeficientul de und? reflectat? kr este 0.3333.
kr = (50
- 25) / (50 + 25) = 0.3333 si kr = (100 - 50) / (100 + 50)=0.3333.
Apoi SWR = (1 + 0.3333) / (1 - 0.3333) = 2, adic? 2:1.
Deasemenea, dac?
cele dou? rezistenta au valorile de 25 si 100 ohmi, atunci si între tensiunile
de iesire V1 si V2 va fi o diferent? notabil?.
O rezistent? de
sarcin? de 25 ohmi poate fi obtinut? prin conectarea în paralel a dou?
rezistente de sarcin? de 50 ohmi, cu ajutorul unei piese coaxiale în form? de
T. Rezistente de sarcin? de 100 ohmi cu conector coaxial sunt mai dificil de
g?sit. Deasemenea, sunt dificil de g?sit si piese pentru conectarea în serie a
rezistentelor de sarcin? cu conectori coaxiali. Din aceast? cauz? s-a recurs la
utilizarea unei rezistente de sarcin? cu conector coaxial, de mod? mai veche,
cu valoarea de 75 ohmi. În calcule trebuie s? se ia în considerarea valoarea
rezistentei m?surat? cu un instrument de m?sur? de precizie (este mai bine s?
se procedeze asa decât s? se ia în considerare valoarea inscriptionat? pe
rezistenta respectiv?).
Exemplu: S-au f?cut
experimente pe un transceiver Kenwood TS430S 100W HF. Au fost folosite dou?
rezistente de sarcin?. Frecventa de lucru m?surat? a fost de 1.9 MHz. Nivelul de putere în timpul testului a fost cu aproximatie 1 W. O
rezistent? de sarcin? a fost una care avea valoarea nominal? de 75 ohmi, dar
valoarea m?surat? a fost de 75.1 ohmi ± 0.7 ohmi. Cealalt? rezistent? de sarcin? a fost
o combinatie a rezistorului cu valoarea nominal? de 75 ohmi si una cu valoarea
nominal? de 50 ohmi. Valoarea m?surat? a acestei combinatii de rezistente a
fost de 29.6 ohmi ± 0.3 ohmi.
Raportul
tensiunilor a fost m?surat utilizând un osciloscop cu o sond? de prelevare de
10 Mohmi x 10. Rezistentele si sonda de prelevare au fost atasate (conectate)
direct la borna de anten?, utilizând piese coaxiale în form? de T, nu cabluri. M?sur?torile
au fost efectuate prin atasarea si îndep?rtarea rezistentei de 50 ohmi din
conectorul în form? de T, cu emit?torul în functiune si notând modificarea
(schimbarea) tensiunii vârf la vârf (peak to peak) a formei de und? din
tensiunea de iesire.
Luând în considerare
valorile R2=75.1 ohmi si R1=29.6 ohmi, s-a obtinut c?
raportul tensiunilor este V2 / V1 = 1.364 ± 0.04.
Utilizând ecuatia obtinut? pentru Rg, Rg = R1R2( [V2/V1]
- 1) / (R2 - R1[V2/V1]) s-a obtinut valoarea Rg=23.3 ± 3.4 ohmi.
Trebuie notat c?
aceast? determinare a presupus c? impedanta de iesire nu se modific? cu
modificarea nivelului puterii de iesire, ceea ce nu este adev?rat în cazul
tranzistorilor, care sunt dispozitive neliniare.
Comentariul
traduc?torului: Rezistenta intern? este acelasi lucru
cu impedanta de iesire a emit?torului. Din rezultatul testului se vede c? desi
transceiverul a fost proiectat pentru o impedant? de iesire preferat? de 50
ohmi, impedanta de iesire real? este de 23.3 ohmi. Metoda prezentat? r?mâne
valabila (cu mici diferente) si în cazul în care emit?torul are o impedant?
intern?, adic? pe lâng? rezistenta intern? exist? si reactante, acestea fiind
mici la 1.9MHz.
În continuarea
acestui articol autorul face o analiz? a erorilor, "1-31. Error analysis".
De aceea în textul de mai sus apar valori de forma 75.1 ± 0.7 ohmi.
