Tłumiki, sprzęgacze pomiarowe oraz sztuczne obciążenia.

Moje tłumiki i sprzęgacze pomiarowe oraz sztuczne obciążenia

Jeszcze do niedawna uważałem, że jeżeli na tłumiku jest napisane 20dB, czy 30dB, to tłumik właśnie tyle tłumi sygnał. Teraz już wiem, że to nie jest prawda. Niezwykle rzadko zdarza się, tylko na określonym wycinku częstotliwości, że to co jest napisane na tłumiku, ma odzwierciedlenie w rzeczywistości. Przeciętne tłumiki wykazują odchylenia nie rzadko przekraczające 1 dB, a jeden decybel to naprawdę dużo, bo aż 26%. Nawet 0.5 dB to duży błąd, aż 12%, dopiero 0.1 dB to odchyłka 2.3%, błąd akceptowalny ale nadal nie idealnie. Błąd 0.1% czyli wynik wzorcowy jak dla mnie, to zaledwie 0.004345 dB. Jak widać, na te decybele trzeba bardzo uważać, pozornie 1 db czy 0.5 dB tak niewinnie wygląda. Odchyłka 0.004345 dB wygląda jak jakaś abstrakcja, a to 0.1%, świetny wynik, jednak całkiem realny a nie żadna abstrakcja.

Można używać tłumików do pomiarów, a czasami nie ma innej możliwości. Jeżeli pomiary z użyciem tłumików mają być dokładne, to musimy sami wyznaczyć charakterystykę amplitudowo-częstotliwościową przy pomocy analizatora wektorowego VNA. Gdy kupiłem HP8713B, to dowiedziałem się, jaka jest prawda z tymi fabrycznymi tłumikami. Tłumiki regulowane płynnie, jak potencjometr, to zupełna porażka, nie trzymają prawie żadnych parametrów.

To jak to w końcu jest z tymi decybelami ?

Do tej pory, nikt o tym szeroko nie mówił czy nie pisał, wszędzie tylko tłumik 20 dB czy 30 dB. Robimy pomiary i nic się nie zgadza, i nie wiadomo o co chodzi. Oscyloskop pokazuje co innego, sonda w.cz. też nieco inaczej mierzy. Po zastosowaniu tłumika to już zupełne głupoty i o co tu chodzi ? Ano o to, że ten brakujący czy też nadmiarowy 1 dB to aż 26% błędu !!! Jak już to się wie, i umiemy sami wyznaczyć realne tłumienia naszych tłumików, to możemy mierzyć wszystko co się da. Do tego etapu musiałem sam dojść, bo do tej pory nigdzie nie czytałem, że tłumiki są obarczone tak wielkimi niedokładnościami. Dodatkowym czynnikiem usypiającym naszą czujność, jest skala decybelowa mająca logarytmiczną charakterystykę. Różnica 0.5 dB czy nawet 1 dB tak niewinnie wygląda, a prawda jest inna, to są znaczące różnice poziomów.

Żeby dojść do takich wniosków, musiałem kupić całe mnóstwo różnych tłumików i poddawać je porównaniom. Lecz dopiero zakup VNA HP-8713B obnażył szarą rzeczywistość, oraz umożliwił mi dogłębne poznanie, tematu tłumików. Teraz większość tych tłumików, mogę śmiało sprzedać, ponieważ wiedzę już zdobyłem. Tanio nie było, ale było warto, zdobyłem wiedzę a ta jest bezcenna.

Wcale nie potrzebujemy tłumika o okrągłej wartości 20 dB czy 30 dB, żeby łatwo było liczyć, możemy użyć dowolnego. Trzeba natomiast indywidualnie wyznaczyć jego charakterystykę, zapisać ją i stosować się do niej. Dobrze gdy się trafi taki z w miarę płaską charakterystyką amplitudowo-częstotliwościową, mnie się kilka takich trafiło. Tłumienie może być dowolne, np. 19.16 dB, lub dowolne inne, nie należy upierać się w wyliczeniach że to 20 dB. Należy używać rzeczywistego, zmierzonego przez nas tłumienia, tak żeby nie było niespodzianek, ponieważ różnice w wynikach są bardzo duże. Jeżeli nie będziemy trzymali się tej zasady, to nic w naszych obliczeniach nie będzie się zgadzało.

Mając dobry cyfrowy miernik mocy, nie musimy szukać równych wartości dB

Niezwykle rzadko deklarowane przez producenta tłumienie, wypisane na etykietach tłumików jest zgodne z deklaracją producenta. Nie ma to większego znaczenia, natomiast trzeba mieć świadomość tego faktu. Zdecydowanie ważniejsze jest aby tłumik np. 30 dB mający realnie np. 29.22 dB miał jak najbardziej płaską charakterystykę tłumienia w funkcji częstotliwości, w innym wypadku należy wyznaczyć charakterystykę amplitudowo częstotliwościową.

Niemal zawsze tłumienie jest tylko zbliżone do deklarowanego, należy je ustalić indywidualnie dla danego tłumika. Często te tłumienie przybiera różne wartości względem mierzonych częstotliwości i wtedy należy wyznaczyć charakterystykę amplitudowo częstotliwościową danego tłumika. W naszym przypadku warto zapisać wyniki tłumienia dla konkretnych częstotliwości amatorskich. Zależnie od pasma w którym mierzymy moc, stosować wcześniej wymierzoną wartość tłumienia.

Czy są tłumiki idealne ?

Tylko bardzo drogie tłumiki pomiarowe, najwyższej jakości, wytwarzane przez światowych liderów sprzętu pomiarowego, mają tłumienie zgodne z deklarowanym na etykiecie. Tłumienie to jest zgodne tylko do kilku GHz, a wyżej, nawet te najlepsze a zarazem najdroższe, mają niewielkie odchyłki. Te niewielkie odchyłki są całkowicie akceptowalne, i nie mają większego znaczenia w naszych pomiarach.

Dobry tłumik, to taki tłumik, który ma w szerokim zakresie częstotliwości jednakowe tłumienie i niski VSWR. Wcale nie musi idealnie trzymać parametrów tłumienia, niech ma np. 30,16 dB ale najważniejsze, w jak najszerszym paśmie częstotliwości. Jeżeli tłumik w szerokim zakresie częstotliwości charakteryzuje bardzo niski VSWR, oraz nie zmieniające się tłumienie i do tego równe np. 30 dB to jest tłumik wręcz idealny. Do tej pory znalazłem tylko jeden taki tłumik: HP-8498A 30 dB 30W do 18 GHz dostarczony w komplecie z power-sensorem. Bardzo droga zabawka, średnia cena za używany to 500$, ja kupiłem nieużywany.

Tłumik HP8498A 30 dB 30W 18 GHz, referencyjne tłumiki to podstawa — Tłumik HP8498A 30 dB 30W 18 GHz

Trzeba też wiedzieć że bardzo dobry i precyzyjny tłumik, model HP8491B 6 dB i 2W, ma tłumienie realne 6.03 dB. Dopiero tłumik 10 razy droższy tej samej firmy może mieć idealnie 6 dB lecz tylko do kilku GHz. Tak samo jest w przypadku innych producentów, światowych liderów w tej dziedzinie. Dobrej jakości tłumiki mają znikome odchyłki, najdroższe i najlepsze mają parametry zgodne z deklaracjami producentów, lecz tylko do kilku GHz. Nawet wyżej, odchyłki są na tyle małe, że nie mają istotnego znaczenia w pomiarach amatorskich, jednak trzeba być tego świadomym.

Trzeba dostosować się do tego, co jest na dostępne na rynku i można realnie kupić.

Tłumienie tłumika 30 dB 100 W RohdeSchwarz z TDM elektronics to prawdopodobnie 29.22 dB. Nie da się przy pomocy tego tłumika, zmierzyć większej mocy od 80 W. Już przy tej mocy, na wyjściu pojawia się 100 mW i przekracza zakres pomiarowy power sensora. Można zmierzyć większą moc, instalując na wyjściu dodatkowy tłumik małej mocy, o tłumieniu ok. 1 dB. Można też wybrać power sensor większej mocy, np. 2 W. Drugie rozwiązanie jest gorsze, ponieważ sonda 2 W zawiera w sobie wewnętrzny tłumik 20 dB. Przy kalibracji power-sensora wzorcowym poziomem 1mW, sygnał docierający do sondy jest niewiele większy od jej szumów wewnętrznych i fluktuacji termicznej.

Ten model sondy jest trudniejszy w kalibracji, procedurę kalibracji należy powtarzać kilkukrotnie. Kiedyś wydawało mi się, że jest najbardziej optymalny ze względu na większą dopuszczalną moc wejściową 2W. Dziś już wiem jak bardzo się myliłem. Power sensor 2W jest jednym z najgorszych modeli power-sensorów pod względem dokładności, ponieważ ma wbudowany wewnętrzny tłumik 20dB. Tego tłumika nie można zdemontować na czas kalibracji. Teoretycznie lepiej, bo kalibrujemy sensor razem z tłumikiem z którym na stałe współpracuje. Trzeba jednak wziąć pod uwagę, że sygnał kalibracyjny 1 mW, spadł do poziomu 10 uW w wewnętrznym 20 dB 'wym tłumiku. Ten sensor tak naprawdę kalibrujemy 10 uW a nie 1 mW doprowadzanym ze wzorca do wejścia power-sensora. To jest już bardzo niski poziom sygnału kalibracyjnego w stosunku do szumów własnych sensora, oraz fluktuacji „zera”. Zauważa się pływanie „zera” i trudno jest precyzyjnie skalibrować ten model sensora.

Tłumik złożony z dwóch rożnych tłumików

Tłumik 36 dB złożony z tłumika 30 dB R/S oraz 6 dB HP. Realne tłumienie zestawu, według MARCONI 6960B mierzone dla 28 MHz to R/S 29.22 dB + HP 6.03 dB = 35.25 dB

35.25 dB to jest realne tłumienie zamiast deklarowanych 30 + 6 = 36 dB.

35.18 dB dla 1.8 MHz

35.19 dB dla 3.7 MHz

35.18 dB dla 7 MHz do 30 MHz

35.18 dB dla 50 MHz

35.18 dB da 144 MHz

35.40 dB dla 432 MHz

35.60 dB dla 1296 MHz

35.18 dB jest najbardziej optymalną wartością dla zakresu od 1.8 MHz do 145 MHz.

Tłumienie to -35.25 dB mierzone dla 50 MHz i wtedy MARCONI 6960B wskazuje identycznie jak HP-435B.

Tłumik 30dB 100W R/S, tłumienie realne to 29.22dB

Tłumik z miernika RACAL 9104

Tłumik wymontowany z miernika mocy RACAL 9104, charakteryzuje się całkowicie płaską charakterystyką od DC do 1300 MHz. Tłumienie to 26.6 dB, dołączenie na wyjściu dodatkowego tłumika o tłumieniu 13dB, umożliwia pomiary mocy do 900W miernikiem MARCONI 6960B. Moc dodatkowego tłumika 2 W wystarczy dla pomiarów do 900W. Jest jedno zafalowanie na 1160 MHz, tłumienie zwiększa się o 0.8 dB na bardzo wąskim odcinku częstotliwości. Po za tym wąskim fragmentem, cały zakres zupełnie płasko, wręcz perfekcyjnie płasko.

Doprowadzenie mocy 1180W, spaliło tłumik w około 10 sek. czyli nie można mierzyć za pomocą tłumika RACAL, tak dużych mocy. Jeżeli już chcemy mierzyć moce w okolicach 1 KW, to pomiar powinien trwać nie dłużej niż 2 sek. Do takiego pomiaru, należy wcześniej ustawić ręcznie w MARCONI 6069B, piąty podzakres mocy. Dużych mocy, nie należy mierzyć w trybie automatycznym. Przerzucanie zakresów w trybie automatycznym trwa kilka cennych sekund, a w tym czasie obciążenie mocno i niepotrzebnie się nagrzewa. Mierząc bardzo duże moce, należy wybierać zakres pomiarowy ręcznie.

Według mnie, maksymalna moc w miarę ciągła tłumika RACAL 9104 to 800 W. Masa tego tłumika to 7.2 kg, taką masę nie jest łatwo rozgrzać. Wprowadziłem na wejście tłumika 650W ze wzmacniacza IC-2KL przez 10 min. wzmacniacz zagrzał się tak że wentylatory ruszyły pełną parą. W tych warunkach tłumik był chłodny, tzn. nie wyczułem dłonią żadnego zwiększenia temperatury, doskonały tłumik ale tylko do 1300 MHz.

Należy korzystać z kilku tłumików w pomiarach mocy w.cz. i wybierać właściwy model zależnie od mierzonej mocy, czy też częstotliwości

Do 30W na zakres od DC do 18 GHz HP 30.00 dB

Do 100 W LUCAS WEINSCHEL model 5781 do 18 GHz deklarowane tłumienie to 30 dB a realnie 29.50 dB

Przy średnich mocach, do 800 W na KF aż po 1300 MHz używam tłumika RACAL. Tumienie RACAL’a to 26.27 dB + NARDA 12.8 dB = 39.07

Do dużych mocy na KF SPINNER 2.5KW z tłumieniem 42 dB 50 MHz to koniec jego możliwości.

RohdeSchwarz ma gorszą charakterystykę od RACAL’a więc będzie można sprzedać ale należy jeszcze raz to sprawdzić na krótkich kablach.

Do pomiarów bardzo dużych mocy w zakresie KF, czy też mikrofal używam precyzyjnego sprzęgacza pomiarowego R/S. Wytrzymałość sprzęgacza R/S na KF, oceniam na 20 KW, a na mikrofalach pewnie nie gorzej jak kilka KW.

Precyzyjny tłumik HP 30W 30dB przy 100 MHz czyli liniowo 1000 razy, wykazuje dokładnie 30dB mierzone MARCONI 6960B

Nawet bardzo dobry tłumik nie jest idealny

Precyzyjny tłumik HP8491B 2 W 6 dB 18GHz ma realne tłumienie 6.03 dB. A więc dokładność 0.5%, mierzone MARCONI 6960B przy 50 MHz jak i przy 100 MHz.

Kabel koncentryczny RG-214 czarny 1m 2x N + beczka N/N żeńska, tłumienie na 100 MHz 0.0877392 dB. Z 10 mW robi się 9.8 mW czyli 1.02 x przechodzi 98% mocy a więc tłumienie 2%

Tłumienie dwóch beczek N/N, jedna męska, druga żeńska to 0.02 dB, w zakresie częstotliwości do 200 MHz, wyżej nieznacznie rośnie.

Tłumienie beczki złożonej z dwóch przejściówek R/S na 7-16 połączonych z dwoma 7-16/N to 0.03 dB dla 1.8 MHz. Tłumienie dla 1.3 GHz to 0.06 dB.

tłumiki 2W od DW-RADIO chińskie mierzone MARCONI 6960B na częstotliwości 100 MHz mocą 10 mW.

10 db – 9.77 dB

20 dB – 20.736 dB

30 dB – 30 dB ten trafił się idealnie, zwykły przypadek.

Zaletą tych tłumików, jest równa charakterystyka amplitudowo częstotliwościowa do 3 GHz, a być może i wyżej. Tego jednak nie wiem, ponieważ tylko do tego zakresu, mogę badać obwody VNA HP8713B.

Te tłumiki pracują wyżej niż 3 GHz.

Aby precyzyjnie mierzyć tłumienia przy pomocy VNA HP-8713B należy kupić zestaw kalibracyjny HP85032E

Lista zapamiętanych setup’ów dla 9 pamięci MARCONI-6960B

power sensor 6912 30 KHz do 4.2GHz 1uW do 100 mW max.
power sensor 6912 + tłumik 30 dB HP, realnie 30 dB do 3 GHz. Do 3 GHz mam możliwości zdejmowania charakterystyk amplitudowo częstotliwościowych, pewnie dużo wyżej, przecież jest specyfikowany do 18 GHz.
power sensor 6912 + tłumik 35.25 dB R/S 29.22 dB 100W + HP 6.03 dB 2W
power sensor 6912 + tłumik 39.07 dB. Złożony z RACAL 26.27 dB 800W + NARDA 10 dB 2W realnie 9.9 dB + NARDA 3 dB 2W realnie 2.9 dB. Całkowicie płasko do 1300 MHz 800W cw, ustawiony ręcznie zakres mocy 5, AUTO wyłączone.
power sensor 6912 + tłumik 42.00 dB R/S 2.5 KW do 50 MHz najgorszy tłumik ale najmocniejszy. Ustawiony ręcznie zakres mocy 5, AUTO wyłączone.
power sensor 6912 + tłumik 29.48 dB LUCAS WEINSCHEL model 5781 30 dB 100W 18 GHz. Możliwe że lepszy od R/S 29.22 dB, należy go stosować powyżej 1.3 GHz ze względu na stosunkowo małą moc.
power sensor 6910 10 MHz do 20 GHz i 1uW do 100 mW
power sensor 6910 + tłumik HP 30dB 30W, realnie 30dB do 3GHz, pewnie dużo wyżej, przecież jest specyfikowany do 18GHz.
power sensor 6910 + tłumik 29.48 dB LUCAS WEINSCHEL model 5781 30dB 100W 18GHz. Możliwe że lepszy od R/S 29.22 dB należy go stosować od 1.3GHz do 18GHz.

Tłumik LUCAS WEINSCHEL model 5781 30 dB 100 W 18 GHz, maksymalna odchyłka to 1 dB czyli aż 25%. Sporo, ale biorąc pod uwagę zakres mierzonych częstotliwości od DC aż po 18 GHz, mimo wszystko akceptowalnie. Jeżeli maksymalna odchyłka do 1dB, występowała by w okolicy najwyższych częstotliwości, czyli 18 GHz a pewnie tak jest, to ok. Ponieważ ja nie zamierzam wychodzić po za zakres 10 GHz, to ten tłumik, całkowicie zaspokaja moje potrzeby pomiarowe.

Sprzęgacz kierunkowy Rohde&Schwarz

Ustawiając sprzężenie sprzęgacza kierunkowego R/S na 50dB mogę mierzyć moc do 10 KW power sensorem 100 mW. Maksymalny zakres mocy power sensora to 300 mW, jest to granica wytrzymałości, natomiast koniec zakresu pomiarowego to 100 mW. Przekroczenie zakresu pomiarowego, następuje dokładnie przy 108.8 mW i MARCONI 6960B wygasza odczyt, wyświetlając poziome kreski.

Przy sprzężeniu -40 dB z 1 KW otrzymamy 100 mW

100 W – 10 mW

10 W – 1 mW

1 W – 100 uW

100 mW – 10 uW

10 mW – 1 uW

Przy sprzężeniu -50 dB z 10 KW otrzymamy 100 mW

1 KW – 10 mW

100 W – 1 mW

10 W – 100 uW

1 W – 10 uW

100 mW – 1 uW

Przy sprzężeniu -60 dB ze 100 KW otrzymamy 100 mW

z 10 KW – 10 mW

z 1KW – 1 mW

ze 100 W – 100 uW

z 10 W – 10 uW

z 1W – 1 uW

Przy sprzężeniu -70 dB z 1MW otrzymamy 100 mW

ze 100 KW – 10 mW

z 10KW – 1 mW

z 1KW – 100 uW

ze 100 W – 10 uW

z 10W – 1 uW

Precyzyjny sprzęgacz kierunkowy RohdeSchwarz, przy 50MHz na najsilniejszym sprzężeniu przy mocy padającej 100W, na przelot do sondy dociera 0.4 mW. Czyli tłumi 250 000 a więc 54 dB, to jest już ogromne tłumienie, za duże a na KF jeszcze wzrośnie. Minimalna częstotliwość pomiarowa dla tego sprzęgacza to 50 MHz, w zakresie KF sprzężenie jest zbyt małe do dokładnych pomiarów.

54 dB dla 50 MHz

44.4 dB dla 145 MHz

34.85 dB dla 435 MHz

25.45 dB dla 1.296 GHz

sprawdzić na 2.4 GHz

Jaki sprzęgacz będzie optymalny do pomiarów dużej mocy ?

Sonda 100 mW, ma deklarowany zakres pomiarowy zaczynający się od 1 uW. Poziom mocy 10 uW, umożliwia dość dokładny i stabilny pomiar uwzględniając szumy własne oraz dryft temperaturowy sensora. Dokładność nie powinna być gorsza niż 1%.

Tłumik 40 dB daje mi zakres pomiarowy od 10 mW do 1 KW

Tłumik 50 dB daje mi zakres pomiarowy od 100 mW do 10 KW. Uwzględniając wytrzymałość tłumika 2.5 KW to pomiar 5 KW powinien trwać mniej niż 1 sek. Być może, w ogóle nie będzie można przeciążać go, trzeba to sprawdzić kamerą termowizyjną.

Przy tłumiku 50 dB odczyt mocy 1W będzie obarczony błędem ok. 2%. Tłumik o tak dużym tłumieniu, jest potrzebny do pomiarów mocy rzędu kilowatów. Błąd pomiarowy 2%, dla mocy rzędu 1W przy pomiarach z użyciem tłumika 50 dB, jest na zupełnie akceptowalnym poziomie. Tłumiki od tak dużym tłumieniu, wykorzystywane są do pomiarów bardzo dużych mocy, a nie pojedynczych Watów.

10 mW na 30 dB błąd ok. 2% wniosek wyciągnięty na podstawie pomiaru 10 uW ze źródła mocy WAVETEK’ a. Przy 10 uW wynik wskazywany to 10.2 uW

100 mW na 40 dB błąd ok. 2% aproksymowane na podstawie 10 mW

1000 mW na 50 dB błąd ok. 2% aproksymowane na podstawie 10 mW

Nawet wzorce nie zawsze są idealne

Jest możliwe, że to wzorcowe źródło mocy WAVETEK jest rozkalibrowane na wyjściu 10 uW, ale nie mam możliwości tego zweryfikować. Właściwie to jest jak to wyjaśnić, trzeba zmierzyć 1 mW przez tłumik 20 dB. Należy sprawdzić czy wskaże 10 uW, czy 10.2 uW, ta próba dużo powinna wyjaśnić. Wykonałem wstępną próbę przez tłumik 30 dB, więc zamiast obserwacji 10 uW, obserwowałem tylko 1 uW. Przy tak małych poziomach mocy, zdecydowanie daje się we znaki lekkie pływanie wyniku pomiaru, ze względu na pływanie „zera”. Pomimo tych trudności wychodzi na to, że ten błąd 2% to raczej błąd kalibracji wzorca mocy Wavetek.

Sprawdzić czy to prawda, czy moje przypuszczenia oparte na wzorcu mocy Wavetek 10 uW który wskazuje 10.2 uW są błędne. Może się okazać, że to nie błąd pomiaru, lecz błąd wzorca mocy. Najprawdopodobniej tak właśnie jest, a to by oznaczało dokładność lepszą od 1%.

Najbardziej optymalny sprzęgacz, bądź tłumik pomiarowy do pomiarów b. dużych mocy to -60 dB.

100 KW przy -60dB da 100 mW, stosując dodatkowy tłumik 10 dB możemy mierzyć 6960B moce do 1MW.

Zamierzam wykonać directional coupler na zakres 2-30 MHz o sprzężeniu -60 dB, i maksymalnej mocy mierzonej 100 KW. Dużym problemem będzie dobór złącz pomiarowych, może EIA ?

Wykonać go w postaci dwóch linii koncentrycznych w postaci rur miedzianych, jedna wewnątrz drugiej o impedancji 50R. Po jednej stronie perforowana rura ekranu i druga identyczna rura połączone perforacjami do siebie. Tak żeby pole w.cz. przenikało z jednej rury do drugiej ze sprzężeniem 60 dB, coś na wzór koncentrycznych kabli promieniujących.

Albo kupię któryś ze sprzęgaczy oferowanych przez firmę MCLI.

HDL-4-50 5KW CW ale pewnie na SSB bądź chwilowo na czas pomiaru wytrzyma 10KW.

HDL-14-50 ten jest optymalny 5KW CW ale pewnie na SSB bądź chwilowo na czas pomiaru wytrzyma 10KW.

HDL-10-50 nie wiele gorsze pasmo i również 5KW CW ale pewnie na SSB bądź chwilowo na czas pomiaru wytrzyma 10KW.

HDL-10-60 ten jeszcze lepszy 10 KW lecz złącza LC, trochę nietypowe.

HDL-35-60 Ten ma bardzo dobre pasmo od 0.01 MHz do 100 MHz 10 KW i złącza LC raczej nietypowe.

Sprzęgacz kierunkowy NARDA 3042B L3 do 500W.

The 3042B-30 from L-3 Narda-MITEQ is a Directional Coupler with Frequency 920 MHz to 2.2 GHz.

Coupling 30 dB, Coupling Variation ±0.5 dB, Frequency Sensitivity ±0.25 dB, Directivity 20 dB.

Average Power 500 W, Peak Power 10 kW, Insertion Loss 0.2 dB, VSWR 1.10:1 do 1.20:1

Sprzęgacz kierunkowy NARDA 3042B-30 na 1296MHz ma tłumienie 30.15 dB trzeba dołożyć jeszcze tłumik ok. 10 dB np. 9.77dB od DW_Radio tak żeby przy 500W moc na wejściu power sensora nie przekroczyła 100 mW.

Czyli 30.15 dB + 9.77 dB = 39.92 dB a liniowo 9817.48. Podając 500W na wejście otrzymamy na wyjściu 51 mW więc sensor nie będzie zagrożony. Wpisując 39.92 dB w ustawieniach offsetu miernika, otrzymamy wynik na wyświetlaczu 500W, pomimo że na wejściu sensora będzie 51 mW. W mierniku Marconi 6960B czy 6970, poprawka na tłumienie tłumika lub sprzęgacza pomiarowego, jest wpisywana jako pomiar relatywny, funkcja REL. Nie wiem czemu taką dziwną terminologię wybrał AEROFLEX, ponieważ HP stosuje prawidłową terminologię. Pomiar relatywny a w języku polskim względny, oznacza wielkość odchylenia od zmierzonej wcześniej wartości poziomu mocy. Aeroflex w 6960B do pomiarów z offsetem wykorzystuje klawisz REL, uważa to za pomiary relatywne, nie wiem jak to rozumieć. W mierniku mocy 6970 użyto prawidłowej terminologii takiej samej jak w miernikach innych producentów.

sprzęgacze kierunkowe i couplery

http://mcli.com/products/directional-couplers/high-power-directional-coupler-stripline-hdl-nf-series

http://italab.it/prodotti_uk.php?cat=3 sprzęgacze i sumatory do wzmacniaczy mocy PA.

SPINNER 2.5KW 50Ω

model BN 15 48 18

masa 3680g

0 – 860 MHz a według moich pomiarów do 870 MHz. Naprawdę dobrze do 530 MHz, wtedy VSWR nie przekracza 1.07 a od 0 do 130 MHz 1.02

VSWR mniej niż 1.10

moc średnia 2.5KW

temperatura max. 110 oC mierzona na środku bloku, blok zamocowany na radiatorze

Dobudowałem dodatkowe wyjście N na wyjściu sztucznego obciążenia 2.5 KW i wyprowadziłem sygnał z ostatniego rezystora – terminatora 12.5R. Odczep zamierzałem wyprowadzić od strony masy, na poziomie 1/12 wysokości a co za tym idzie rezystancji w okolicy 1 Ω. Ten model sztucznego obciążenia składa się z 4 rezystorów 12.5 Ω połączonych w szereg. Odczep wyprowadziłem od strony masy, przy pomocy wysokotemperaturowego kleju przewodzącego i wykonałem tłumik typu T ze sztucznego obciążenia.

Tłumienie wyszło nieco mniejsze niż zakładałem ponieważ nie dołożyłem należytej staranności wyprowadzając odczep i zrobiłem to niezbyt precyzyjnie.

Zamiast na 1/12 odległości od strony masy ostatniego terminatora 12.5 Ω, czyli gdzieś na około 1 Ω wyszło wyżej. Tak na oko, około 1/6 odległości i około 2 Ω od strony masy i stąd takie wyniki. W niczym to za bardzo nie przeszkadza.

Parametry wyszły takie sobie, jednak znając te tłumienia da się dokładnie pomierzyć dużą moc

Od 21 MHz do 50 MHz jest płasko i nie trzeba korygować setup’u w mierniku a na innych pasmach trzeba.

Przy takim tłumieniu jest podział przez 21677 czyli 100 mW power-sensorem da się zmierzyć max. moc większą niż 2 KW. Właściwie nieco więcej ponieważ w moim mierniku przekroczenie zakresu pomiarowego następuje przy 108,8 mW czyli można mierzyć do 2358 W.

Wartość tłumienia czasami się minimalnie zmienia, czyli jak na razie spoina z kleju przewodzącego jeszcze „pracuje” w niewielkim przedziale. Prawdopodobnie w pewnym momencie ustali się jego wartość na stałe.

Warto zastosować dodatkowy tłumik 1 dB co umożliwi pomiary do ponad 2.5 KW, ewentualnie 3 dB, ale lepiej 1 dB. Przy 3 dB, nie wystąpi przekroczenie zakresu pomiarowego miernika, sygnalizujące że przekroczyliśmy max. limit mocy doprowadzonej do tego tłumika.

Użyć kamery termowizyjnej w celu obejrzenia jak wzrasta temperatura na powierzchni rezystorów 12.5 R wewnątrz tłumika SPINNER. Czy jest natychmiast ustalona czy powoli dochodzi do określonej wartości, jeżeli powoli tzn. że będzie można na krótko przeciążać tłumik. Uważając by nie przekroczyć temperatury, jaka występuje na powierzchni rezystorów przy pełnym obciążeniu 2.5KW po kilku minutach pracy.

Tłumik SPINNER 2.5 KW tłumienie mierzone VNA HP8713B niestety ale wyniki już nie aktualne, zmniejszyło się tłumienie do 42 dB.

43.55 dB dla 1.8 MHz

43.54 dB dla 3.7 MHz

43.38 dB dla 7 MHz

43.20 dB dla 10.1 MHz

43.15 dB dla 14.2 MHz

43.08 dB dla 18.1 MHz

43.00 dB dla 21.2 MHz

43.00 dB dla 24.9 MHz

43.00 dB dla 28.5 MHz według MARCONI 6069B 43.36 dB. Takie tłumienie umożliwia pomiar mocy max. 2358 W, a na wyjściu będzie 108.8 mW

43.00 dB dla 50.2 MHz

Sztuczne obciążenie od SP5BR SWR 1.05 do 150 MHz.