Laboratorio 1 2019.docx

MEDIDA DE SEÑALES DE POTENCIA EN RF OBJETIVOS. a) GENERALES El objetivo del presente laboratorio es el de realizar medidas de señales de potencia en RF en el rango de frecuencia de VHF, con la ayuda de una carga anti inductiva de pruebas. b) ESPECIFICOS Para realizar el ajuste y calibrado de transmisores, se necesita, una carga anti inductiva de 50 Ω que soporte una determinada potencia dependiendo del equipo. Esta carga se conectará a la salida del equipo para simular la antena. En el presente laboratorio se construirá una carga que soporte hasta 20 W de potencia en el rango de frecuencia de VHF y que se puede utilizar a una frecuencia máxima de 500 MHz, lo cual es suficiente para revisar la mayoría de nuestros desarrollos. Estudiar los patrones de las señales en una línea de transmisión de 50 Ohms para las siguientes cargas: SHORT, OPEN, Zo, Zo/2, 2Zo, 3/2Zo. 4Zo Ohms Etc. FUNDAMENTO TEORICO. El circuito consta esencialmente de 2 partes a saber: la resistencia de 50 anti inductiva y la línea de transmisión que respeta esta impedancia. Las resistencias, que están montadas sobre la línea de transmisión, están todas en paralelo, por lo que debemos aplicar las siguientes fórmulas para calcular su valor: RT = 1 / (1/R1 + 1/R2 +...+ 1/RN) PDT [W] = PR1 + PR2 +...+ PRN Para hacer las cosas más simples usaremos todas resistencias de igual valor y que disipen 2 W. De este modo, los 20 W se van a distribuir equitativamente en cada resistencia (debido a que todas las resistencias son de igual valor). Con estas condiciones y utilizando la fórmula 2, concluimos en que necesitamos 10 resistencias. Para calcular el valor de cada resistencia, sabemos que la resistencia total es de 50 Reemplazando en 1: 50 = 1/ (1/R1 + 1/R2 +...+ 1/R10) donde R1=R2=...=R10 Luego: 50 = 1/ (10/R) R = 50 x 10 = 500

En un sistema de transmisión es muy importante tener un adecuado acople de impedancia a el transmisor, la línea de transmisión, y la carga de prueba debe tener la misma impedancia para que exista máxima transferencia de potencia.

ROE (Relación Onda Estacionaria): Relación entre la potencia transmitida y la reflejada por la antena. Parámetro que indica el grado de adaptación entre la antena y el equipo. En inglés VSWR. Cuando ZO = ZL, la carga absorbe toda la potencia incidente, esto se llama línea acoplada. Cuando ZO ≠ ZL parte de la potencia incidente es absorbida por la carga y parte se regresa (refleja) a la fuente, esto se llama la línea sin acoplar o desacoplada. Con una línea desacoplada, hay dos ondas electromagnéticas que viajan en direcciones opuestas y están presentes en la línea todo el tiempo (estas ondas, de hecho, se llaman ondas viajeras). Las dos ondas viajeras establecen un patrón de interferencia conocido como onda estacionaria. FUENTE

CARGA

a)

Onda incidente

b)

Onda reflejada c)

Onda estacionaria

MATERIALES Y EQUIPOS. a. HERRAMIENTAS Alicates y destornilladores. Soldador (cautín). Soldadura y pasta para soldar. b. INSTRUMENTOS Watimetro de VHF/50W max. En el rango de 140MHz a 180 MHz. Transceptor de VHF, 20W (Transmisor de RF). c. COMPONENTES Conector PL-259(VHF) hembra. Resistores para carga fantasma. (50 de 2w o más de carbón). Carga fantasma de 25 Ω, 100Ω y 1kΩ, (Zo, Zo/2, 2Zo, 3/2Zo. 4Zo) (necesariamente de carbón). PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL. PASO 1. Construya en base a los resistores de carbón las cargas artificiales de Zo =50, (Potencia mínima 5W) Luego con otros resistores obtenga una impedancia igual a: Zo/2, 2Zo, 3/2Zo. 4Zo. Mida la resistencia de cada carga artificial y verifique si este tiene los valores Zo= 50, Zo/2, 2Zo, 3/2Zo. 4Zo.

Conecte la carga original de laboratorio a la salida del transmisor como se muestra en el gráfico, y luego proceda a medir la potencia y ROE con ayuda del watimetro. (Tome los datos necesarios).

Transceptor 20W

carga Fantasma de diferentes valores

Watimetro Linea de Trasnmision 8 mts.

B

PASO 1 PASO 2. Conecte la carga en corto circuito (SHORT) a la salida del transmisor como se muestra en el gráfico, y luego proceda a medir la potencia y ROE con ayuda del watimetro. (Tome los datos necesarios) Conecte la carga en circuitos abierto (OPEN) a la salida del transmisor como se muestra en el gráfico, y luego proceda a medir la potencia y ROE con ayuda del watimetro. (Tome los datos necesarios) Transceptor 20W

Watimetro Linea de Trasnmision 8 mts.

carga SHORT - OPEN

B SHORT / OPEN

PASO 2 PASO 3. Con la carga que usted construyó en base a los resistores de carbón de 50 . Repita el paso 1. Mida la potencia y ROE con el watimetro de su carga artificial y verifique si este tiene un valo que con la carga original. Con la ayuda otra carga artificial de referencia, verifique si la construcción del suyo fue adecuada (con la ayuda del docente o auxiliar) Conecte la carga a la salida del transmisor como se muestra en el gráfico, y luego proceda a medir la potencia con ayuda del watimetro. (Tome los datos necesarios).

TX

ANEXOS.

WATIMETRO

CARGA FANTASMA